DSCOVR - Mélytéri Klíma Obszervatórium
bevezetés
A DSCOVR egy űrszonda, amelynek minden program alighanem a legszokatlanabb története van, és ugyanolyan vitatottan tárgyalták. Hosszú évek tárolása után végül 2015 elején kezdődik.
sztori
Al Gore azonban különösen kedvelte ezt a felvételt az Apollo 17-ből, a teljes földről (láthatja az Antarktiszt és Afrikát, az Antarktisz teljesen meg van világítva, mert az Apollo 17-re 1972 decemberében került sor, amikor nyár volt a déli féltekén). Ez a "kék márványnak" nevezett kép kivétel az Apollo képeken is, különben ott általában a föld felét vagy háromnegyedét is látja.
A misszió 1998-ban kezdődött azzal a céllal, hogy inspirálja a lakosságot, valamint oktatást nyújtson. A cél egy olcsó küldetés volt, egyetemek és hallgatók részvételével, a költségek megtakarítása érdekében. 2000 vége előtt kellett volna kezdődnie, kevesebb, mint három évvel a projekt 1998 márciusi megkezdése után. Nagyon hamar a missziót, amelynek a kritikusok szerint csak a "100 millió dolláros képernyővédő" volt a célja, a "Goresat" névre keresztelték. helytelen, mert ez nem műhold. A "Goreprobe" helyesebb lenne.) Az eredeti cél az volt, hogy a HD televíziónak megfelelő színes képet készítsen a földről.
De másfél éven belül a NASA tudományos eszközök hozzáadásával kezdte meg a több adat kinyerését, a gyártás kiszervezését az ipar számára, és az olcsó küldetés sokkal drágábbá vált. Hamarosan két eszközt választottak ki a föld megfigyelésére, egyet pedig a napszél megfigyelésére, így a közönségkapcsolati munka mellett felhasználásra találtak. A rajt eredetileg 50 millió dollár összköltséggel volt tervezve, beleértve az STS-107 misszió szállítását (további felső szakaszával). Felhívták az Általános Számviteli Irodát (GAO), hogy a költségeiken vizsgálja felül a projekteket. Akkor a NASA 99,4 millió dolláros misszióköltséget jelentett. A GAO azonban megállapította, hogy nem számoltak sok költséggel, például egy új felsőiskolával vagy a transzfer indulással (amely más költségvetésből származott), és 144–171 millió dollár összeget értek el. Ez háromszor akkora volt, mint a tervezett. Három javaslatot tett:
- A misszió folytatása a korábbiakhoz hasonlóan, de a megtakarítás érdekében a kereskedelmi indulásra kell törekedni.
- Térjen vissza a régi koncepcióhoz a tudományos eszközök eltávolításával. Mély hatással voltak az energia- és tömegköltségvetésre.
- "Virtuális Triana" küldetés, amely egy portálon gyűjti és feldolgozza a teljes föld más küldetésekből már felhalmozódó képeit, vagyis a küldetés törlését.
A kormányváltással Clintonról republikánus Bushra a missziót először leállították, majd törölték. Bush alatt a tudományos program nem volt kiemelt prioritás, míg a Clinton-adminisztráció alatt a Discovery programot sok új űrszondával indították el. Egy űrszondának, amelynek tudományos hasznossága megkérdőjelezhető volt, és amely egy demokratikus politikus nevéhez is kapcsolódott, nehéz dolga volt. Ezen felül ott volt a GAO osztályozása, amely szintén nem hagyta jóvá a próbát ebben a formában.
2001 tavaszán kezdődött, amikor a Bush-kormányzat az ISS építését helyezte előtérbe és az állomás mielőbbi befejezése érdekében törölte az ISS-be nem tartó transzferjáratokat. A megvalósításhoz hiányzott a GUS (giroszkópos felső szakasz, nem csavarással, hanem gyorsan forgó giroszkópokkal végzett stabilizálás után) felső szakasz is. Ezt még nem fejlesztették ki. A GAO javasolta a Triana telepítését az olasz IRIS színpadra A költségek megtakarítása érdekében a Triana 2001 novemberében készen állt az indulásra (állítólag az STS-107-gyel indult, amelynek missziója végén Columbia felégett), és 2001 novemberében a GSFC tiszta helyiségében tárolták. 2003-ban a szondát DSCOVR-re keresztelték.
Érdekes módon követték azt a javaslatot, hogy ne indítsák el a szondát, de a "Virtuális Tirana" nevű portál sem jött létre, amely csak a meglévő műholdak képeit akadja meg (valójában egy darab sütemény a NASA számára). 2009-ben a weboldal (http://triana.gsfc.nasa.gov/) nem vált offline állapotba, de a tartalom már nem volt elérhető. 2011-ben offline állapotba került.
2012-ben a légierő utakat keresett az új SpaceX vállalat támogatására. Politikailag fokozottabb versenynek kell lennie az amerikai finanszírozási szektorban. A NASA szállítási megrendeléseket adott le az ISS-be. Ez alacsony kockázatú munka volt, mert az ISS-t több űrhajó hajtja, és a NASA csak a szállított rakományért fizetett, az indításokért nem. A DoD nem akarta nagyon drága katonai műholdjait a SpaceX-re bízni anélkül, hogy ez a cég megmutatta volna mennyire megbízható. Tehát az egyik olyan missziót keresett, amely nem volt kritikus a nemzetbiztonság szempontjából. Hasznosságot talált a DSCOVR-ben. Hasznos teher nélküli demonstrációs repülést foglaltak le a Falcon Heavy számára, de mindenekelőtt a rakéta megmutatja képességeit. A Falcon 9 esetében jól jött a tárolt űrszonda, amelynek neve DSCOVR. Mert a légierőnek nem került pénzbe. Az USAF csak az indításért fizetne, bár a szondát továbbra is a NASA finanszírozta. Mivel a DSCOVR nagyon könnyű, a Falcon 9 felső fokozat nélkül képes az űrhajót a Nap pályájára mozgatni. Ezzel megtakarítottuk a pénzt egy középiskolának. 2012 decemberében az USAF elrendelte a Falcon 9 indítását a DSCOVR számára.
Tehát megállapodásra jutottál, és a DSCOVR egy űrszonda, amelynek három "atyja" van: a NASA, amely finanszírozta az űrszonda építését, a NOAA, amely finanszírozza a műveletet és a "fegyverzetet", és az USAF, amely fizeti az indítást.
Az indítást 2014-re tervezték, de a SpaceX késései miatt 2015-re csúszott. A NASA körülbelül 100 millió dollárt fizetett a szonda befejezéséért, a tárolás pedig további 1 millió dollárba került évente. Az indításra vonatkozó DoD-szerződés további 96 millió dollár. A NOAA részesedését a weboldalon 105,8 millió dollárra becsülik. az űrszonda most legalább hatszor drágább a tervezettnél.
2014 májusában ellenőrizték és kalibrálták az érzékelőket és műszereket, és az űrhajó indítás előtti teszteket kezdett futtatni, kezdve az EMC-próbával. 2014 októberében ezek elkészültek, és a DSCOVR felkészült az átszállításra a Kennedy Űrközpontba. 2014 decemberében érkezett oda.
Az űrszonda
A legtöbb új űrhajóhoz hasonlóan a DSCOVR is egy általános buszon alapul, amelyet aztán az adott küldetéshez igazítanak. Ebben az esetben a SMEX-Lite űrhajó buszáról van szó, amely annak idején a Swales Aerospace-től származott, az űripar meglehetősen ismeretlen társaságától. A busz 200 kg hasznos teherbírást tesz lehetővé 610–760 kg teljes felszállási tömeggel. A NASA öt Small Explorer (SMEX) küldetéshez használta 1992 és 2002 között. A DSCOVR egy alsó általános buszból áll, amely tartalmazza az avionikát és a meghajtó modult, valamint a felső küldetés-specifikus részt, amely tartalmazza a napelemeket is. Ez a felső busz a plug & play koncepcióra épül. "Csatlakoztathatja" az aktuális küldetéshez szükséges összetevőket. Az alsó busz súlya 215 kg üzemanyag nélkül. Ezt a szabványos autóbuszt minimum 2-3 éves munkaidőre tervezték. Triana eredeti küldetése 3 év volt.
Az űrszonda három tengelyen stabilizált, így a műszerek mindig a Föld és a Nap célpontjaihoz igazodnak. Súlya szárazon 570 kg, plusz 145 kg üzemanyag. (750 kg adapterrel az indítóhoz). Az űrben 1,54 m magas és xxxx m szárnyfesztávolságú.
Alul van a meghajtó modul. 145 kg hidrazint tartalmaz, amely katalitikusan hasad. A keletkező forró gázt kisebb és nagyobb irányváltásokhoz használják, de a csavaró kerekek kicsavarásához is, amelyek átveszik a térbeli beállítást. Az üzemanyag-ellátás 600 m/s korrekciós kapacitáshoz elegendő. Ez több mint elég. A csaknem 20 éve adatokat gyűjtő SOHO szolár obszervatórium 252 kg hidrazint tartalmaz a fedélzeten, 1696 kg felszállási tömeggel, és még nem használta fel ezt az üzemanyag-ellátást. A DSCOVR üzemanyag-fogyasztása azonban magasabb lesz, mint a SOHO esetében, mivel a szonda nagyon szorosan repíti a Lissajous-görbéket, ennek megfelelően több korrekcióval, hogy mindig egy bizonyos szögből lássa a földet. A térbeli helyzet és a gyorsulás változása 10 motort eredményez, amelyek forró gázzá bontják a hidrazint.
A kommunikáció egy 1,30 m magas, sík nagy nyereségű antennán keresztül zajlik a szonda föld felé néző oldalán. 5 wattos távvezetékkel rendelkező adót használ, és legfeljebb 140 kbit/s sebességgel képes adatokat küldeni. (Régi specifikáció a Triana számára: 100-200 kbit) A telemetria továbbítása 2 kbit/s sebességgel történik. Ezenkívül két szögirányú antenna található a szonda felső és alsó végén, amelyeken keresztül mindig lehetséges egy alacsony adatsebességű rádiószerződés.
Két napelrendezés 600 wattos teljesítményt biztosít a küldetés kezdetekor. Egy 9 cellás kén-nikkel-kadmium akkumulátor biztosítja az áramellátást, ha a napelemek még nincsenek telepítve. A föld elhagyása után a napelemek valóban tartósan kapják az áramot, kivéve, ha a szondát elfordítják a naptól (aminek a tudományos működés során nem szabad megtörténnie, mivel a földre néző antenna és műszerek ekkor elveszítik célpontjaikat). Az akkumulátor legalább 21 órán át képes működni teljesen feltöltve. A busz 158 watt áramot fogyaszt. A hasznos teherhez akár 130 watt villamos energiát is szállít. Tartalékkal a szonda teljesítményigénye 357 watt, tehát a küldetés kezdetén a 600 watt teljesítmény több mint elegendő, még akkor is, ha sugárkárosodás miatt csökken.
A fő processzor a Power PC/6000 processzoron alapul, amely sugárzásálló, maximális dózisa 1 MRad. Különböző teljesítményszintek vannak, amelyek csúcsteljesítménye legalább 8-10 MIPS elérhető. 256 Mbit-os munkamemóriával és 64 Mbit-os kiegészítő memóriával rendelkezik, amelyet csak a munkamemória hibáinak felismerésére és kijavítására használnak. A beépített memória kapacitása 2,6 GB. A hasznos teher egy RS-422 interfésszel (legfeljebb 1 Mbit/s), a parancsok és a telemetria a MIL-SRTD 1553 buszon keresztül csatlakozik, maximális adatsebessége 30 kbit/s. Az avionikus sugárzás toleráns 30 kradig, és képes kezelni az egyéneket Fogási hibák (SEU-ellenállás). Rádiókapcsolat nélkül a szonda 72 órán át önállóan működhet. Ezek az adatok az eredeti SMEX-Lite buszon alapulnak, függetlenül attól, hogy a DSCOVR megújított-e alkatrészeket vagy sem.
Az űrszonda helyzetét a Startracker kamerák határozzák meg, és a reakció lendkerékkel változtatják meg. 4 darab van. Három kell, hogy bármely térbeli irányban megváltoztassa a pozíciót. A negyedik tartalékként szolgál. A szonda 4,5 ívmásodperces pontossággal igazítható, és helyzete 3,3 ívmásodperces pontossággal felismerhető. A földre nézve ez 34 vagy 25 km bizonytalanságnak felel meg. A Ball Aerospace Systems start trackerei 2000 csillag katalógusával határozzák meg a helyzetet az égbolt képeinek elkészítésével, és a képen látható csillagok összehasonlításával a katalógust. Mivel a kamerák állandóan fel vannak szerelve, és ismeri a beállításukat, akkor azt is, hogy a szonda hogyan áll be.
A hangszerek
A DSCOVR a következő műszerekkel rendelkezik:
- Földi polikromatikus képalkotó kamera (EPIC): Egy kamera, amely 10 spektrális csatornán készíti a föld képeit
- Plasmag: Érzékelők és detektorok készlete a bolygóközi mágneses mező és az elektromosan töltött részecskék megfigyelésére.
- A NISTAR egy olyan eszköz, amely a föld teljes besugárzását méri napsütésben
| EPIKUS | 63,2 kg |
| NISTAR | 23,5 kg |
| PLASMAG |
Az egyetlen képalkotó eszköz az EPIC kamera. A SIO (Scripps Institution of Oceanography) fejlesztette ki az USCD-nél (Kaliforniai Egyetem, San Diego), és Lockheed-Martin építette. A műszer egy Cassegrain teleszkópból áll egy szűrőkerékkel és egy CCD detektorból, a csatlakoztatott elektronikával. A megfigyelési helyzet előnye, hogy a műszer egy napon belül be tudja fedni a föld teljes felületét, és ez állandó visszaverődési szögekkel 165 és 178 fok között.
A tíz szűrő növeli a tudományos hasznot, mert a következő hullámhosszakon vannak:
| 317 | 1 | Ózon detektálás |
| 325 | 1 | Ózon detektálás |
| 340 | 3 | Ózon detektálás, aeroszolok, visszaverődés |
| 388 | 3 | Aeroszolok, visszaverődés, növényzet, RGB képek |
| 443 | 3 | Aeroszolok, visszaverődés, növényzet, RGB képek |
| 552 | 3 | Aeroszolok, visszaverődés, növényzet, RGB képek, levélfelület-index, O2B sáv |
| 680 | 2 | Aeroszolok, visszaverődés |
| 688 | 0.8 | O2-B sávfelhő magasság, aeroszolok magassága |
| 764 | 1 | O2-B sávfelhő magasságok |
| 788 | 2 | Aeroszolok, reflexió, vegetáció, levélfelület-index, O2B-sáv referencia |
A szerző könyvei az űrszondákról
Sokáig csak egy könyvem volt az űrszondákról: a 2011-es két Mars-űrszonda, Phobos Grunt és a Mars Tudományos Laboratórium. Míg az orosz űrszonda most a Csendes-óceán fenekén pihen, a Curiosity csak a küldetést kapta meg. A könyv információkat nyújt a projekt történetéről, a szondák és kísérleteik műszaki felépítéséről, a tervezett küldetésről és célkitűzésekről. A Curiosity küldetést a leszállás után dokumentálják (Sol 10). A kezdőknek hasznosak azok a fejezetek, amelyek felvázolják a Mars korábbi kutatásait, elmagyarázzák a műszerek működését, de elmagyarázzák azt a kérdést is, hogy mennyire valószínű az élet a Marson.