패스파인더 기술 시연자
Pathfinder Technology Demonstrator| 미션형 | 기술 시연 |
|---|---|
| 연산자 | 나사 |
| 임무 기간 | 90일(계획) |
| 우주선 속성 | |
| 우주선 | PTD-1 → PTD-5 |
| 우주선형 | 6U 큐브샛 |
| 버스 | 티박 |
| 제조사 | Ames Research Center 및 글렌 연구 센터 |
| 발사 질량 | 11kg(24lb) |
| 치수 | 30 × 20 × 10 cm |
| 힘 | 65와트 |
| 미션의 시작 | |
| 출시일자 | 2020년 12월 16일 (계획) |
| 로켓 | 팰컨 9 |
| 발사장 | CCAFS, |
| 계약자 | 스페이스X |
| 궤도 매개변수 | |
| 참조 시스템 | 지구 궤도 |
| 정권 | 지구 저궤도 |
| 고도 | 태양-동기 궤도 |
NASA의 PTD(Pathfinder Technology Shestator) 프로젝트는 큐브샛이라고 알려진 나노 위성에서 다양한 새로운 기술의 작동을 시험할 것이며, 이 다용도 우주선의 성능에 상당한 향상을 제공할 것이다.계획된 5개의 PTD 미션은 각각 확장 가능한 태양열 어레이를 가진 6-U (6U) 큐브Sat로 구성된다.
이들 기술의 비행 자격과 실증 실험은 향후 정부 및 상업 임무에 도움이 될 것으로 기대된다.여기에는 고속 광대역이 가능한 레이저 통신 시스템을 사용하기 위해 우주선을 안정화시키고 고정확도로 유도하는 추진 시스템과 하위 시스템이 포함된다.
첫 번째 임무인 PTD-1은 2020년 12월 케이프 커내버럴에서 출발하는 Falcon 9 로켓으로, 승차공유 ELaNa 임무의 일부로 발사될 예정이다.[3]
개요
패스파인더 기술 시승기(PTD) 프로젝트는 캘리포니아에 있는 NASA의 Ames Research Center가 오하이오에 있는 NASA의 Glenn Research Center와 협력하여 주도하고 있다.이 PTD 프로젝트는 우주 기술 미션 관리자 내에 있는 NASA의 SSTP(Small Space Televel Technology Program)에 의해 관리되고 자금 지원을 받는다.소형 우주선을 고도화하고 새로운 목적지에 도달해 새로운 환경에서 운용할 수 있도록 하기 위해 핵심 신기술의 물리학을 시험하는 것이 전반적인 목표다.[4][5]이 기술들은 지구 궤도나 깊은 우주에서 작동하고 있는 작은 우주선에서 미래의 잠재적 응용을 위해 낮은 지구 궤도에서 시험될 것이다.[5]PTD 비행에 의해 입증된 기술은 더 큰 우주선에 적용되고 확장될 수 있다.[5]
이 프로젝트는 각 비행이 서로 다른 기술을 평가하는 6U CubeSat 궤도 미션 5개를 6개월 간격으로 6개월 간격으로 비행할 계획이다.[6]각각의 임무는 낮은 지구 궤도로 발사된 후 90일 동안 지속된다.[4]각 우주선에는 궤도 정거장 보관을 위한 추진 시스템, 기동 및 행성간 전송, 레이저 고대역 통신 또는 우주선을 안정화하고 지정 기구를 고정밀도로 조준하기 위한 고정밀 자세 제어(방향) 시스템 등 서로 다른 시험 탑재물이 포함된다.[4][5]
평가 중인 기술
시험할 새로운 시스템의 예로는 전기식 추진기, 수력 기반 추진 및 매우 정밀한 자세 제어 시스템이 있다.[4]
- 태도 결정 및 제어 시스템(ADCS)은 Blue Canyon의 Hyper-XACT ADCS를 사용한다.이 패키지에는 별 추적기, 3-4 반응 휠, 토크 로드 3개, 자력계, 관성 측정 유닛, 최대 4개의 태양 센서가 포함되어 있다.
- 하이드로스는 물을 이용한 추진력을 제공하는 하이브리드 화학/전기 기술이다.전기분해전지를 이용해 물 추진체를 기체 수소와 산소로 분할해 별도의 탱크에 압력을 받아 저장해 추진체를 구동 노즐에 태운다.이 추진 시스템은 테더즈 언리미티드 사에 의해 개발되고 있다.
- 에어로젯 로켓딘의 MPS-130 엔진은 질산 히드록시람모늄(NHOHNO33)이라는 새로운 이온 액체 추진체를 태운다.AF-M315E로도 알려진 연료/옥시디저 혼합물로 기존 하이드라진보다 약 50% 효율이 높고 독성이 없다.[4]에어로젯 로켓딘은 이 엔진과 연료를 2019년 6월 25일 스페이스X 팰컨 헤비 로켓에 실려 발사된 [8]그린 추진체 주입 미션이라는 미션에서 우주 시험 프로그램 2라는 테스트 미션으로 테스트했다.
- PTD 프로젝트는 또한 지구 궤도가 낮은 우주선에 명령을 보내기 위한 저비용 우주 내 통신에 대한 상업용 글로벌스타 통신 네트워크를 평가할 것이다.다섯 개의 계획된 우주선 각각은 글로벌스타 GSP-1720 듀플렉스 모뎀을 통합할 것이다.[5][9]
PTD-1
2016년 2월 12일, 기술 하위 시스템을 수용하기 위한 패스파인더 기술 시승기(PTD) 프로젝트에서 NASA가 운용할 6U CubeSat 우주선의 인도 요청서(RFP) NNA16574335R가 발행되었다.4가지 후속 기술 시연 옵션을 갖춘 저 추력 추진 시스템에 대해 1개의 비행 시연회가 계획되어 있다.후속 미션에는 고 추력 추진 시스템과 같은 페이로드 또는 광통신과 같은 페이로드 또는 고정밀도 자세 결정 및 제어 시스템이 포함될 수 있다.제안서 응답일자 요청 : 2016년 4월 [4]4일
PTD-1 우주선은 현재 개발 및 제작 중이다.물의 전기분해로 얻은 수성 추진체를 이용한 추진체 시연에 나선다.이 시스템은 궤도상에 있는 동안 물을 통해 전류를 공급함으로써 수소와 산소 추진체로 탑재된 물을 분리한다.PTD-1은 Falcon 9 로켓에 탑승한 승차공유 ELaNa 임무 35의 일부로 2020년 12월에 발사될 예정이다.[3]
추진
하이드로스는 물을 이용한 추진력을 제공하는 하이브리드 화학/전기 기술이다.전기분해전지를 이용해 물 추진체를 별도의 탱크에 압력을 받아 저장되는 기체수소와 산소로 분리한다.그런 다음 이 시스템은 수소와 산소 혼합물을 간단한 추진기 노즐에서 연소시켜 최대 1 뉴턴과 258초의 특정 자극을 제공한다.이 추진 시스템은 테더즈 언리미티드 사에 의해 개발되고 있다.
순수한 물에서 음전하 음극에서는 음극의 전자(e−)가 수소 양이온에 주어져 수소 가스를 형성하는 환원 반응이 일어난다.산과 균형을 이룬 반작용은 다음과 같다.
양극에서 산화 반응이 일어나 산소 가스를 생성하고 양극에 전자를 주어 회로를 완성한다.
- 양극에서의 산화: 2 HO2(액체) → O2(가스) + 4 H+(수액) + 4e−
- 전체 반응: 2 HO2(액체) → 22 H(가스) + O(가스2)
추진 시스템은 태양열 어레이에서 발생하는 전기를 사용하여 미니어처 물 전기분해를 작동시킨다.이 시연은 우주선 속도와 고도에 프로그래밍된 변화를 통해 추진 성능을 시험할 것이다.
참고 항목
- 시슬루나 탐험가, 추진체를 만들기 위해 물 전기분해를 사용하는 또 다른 우주선
- 실제 수확한 물을 이용한 우주선 추진 시스템인 '세계는 충분하지 않다'
참조
- ^ "Pathfinder Technology Demonstrator: Demonstrating Novel CubeSat Technologies in Low Earth Orbit" (PDF). nasa.gov. NASA. 23 April 2018. Retrieved 10 October 2020.
이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다.. - ^ "Launch Schedule". Spaceflight Now. 8 October 2020. Retrieved 10 October 2020.
- ^ a b "Upcoming ElaNa CubeSat Launches". NASA. 10 August 2020. Retrieved 10 October 2020. 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
- ^ a b c d e f "Pathfinder Technology Demonstrator, Small Satellite Conference 2016". NASA. 20–22 April 2016. Retrieved 10 October 2020. 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
- ^ a b c d e NASA의 패스파인더 기술 시승자 엘우드 F.아가시드, 로저 C.헌터, 크리스토퍼 E. 베이커, 존 마미, 다린 포맨.존 핸슨, 미라벨 힐, 소형 위성 회의 2017, SSC17-III-02 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
- ^ 추진 기술 시승기.저궤도에서 New CubeSat Technologies 시연; NASA Technical Reports Server; Marmie, John; Martinez, Andrees; Petro, Andrew; 2015년 8월 8일; 문서 ID: 20150016065 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
- ^ Rovey, J. "Propulsion and Energy: Electric Propulsion (Year in Review, 2009)" (PDF). Aerospace America, December 2009, p. 44. Archived from the original (PDF) on 8 December 2015. Retrieved 10 October 2020.
- ^ Mohon, Lee (2013). "Technology Demonstration Missions: Green Propellant Infusion Mission (GPIM)". NASA. Retrieved 27 February 2014. 이 글은 공개 도메인에 있는 이 출처의 텍스트를 통합한다..
- ^ Pathfinder 기술 시연자: GlobalStar 테스트 및 결과. (PDF) Vanessa Kroda Communications Subsystem Lead, 2016년 4월 20-22일, CalPoly CubeSat 워크샵
외부 링크
- 유투브에서의 PTD-1 NASA 비디오
