RAX-2

RAX-2
라디오 오로라 익스플로러 2
The RAX-2 Spacecraft.jpg
RAX-2 구축 중
미션 타입오로라 연구
교환입니다.SRI 인터내셔널
미시간 대학교
COSPAR ID2011-061D Edit this at Wikidata
새캣37853
우주선 속성
우주선 종류3U 큐브샛
임무 개시
발매일2011년 10월 28일 09:48:02 (2011-10-28)UTC09:48:02Z) UTC
로켓델타 II 7920-10C
발사장소반덴베르크 SLC-2W
청부업자United Launch Alliance(통합 론칭 얼라이언스)
임무 종료
마지막 연락처2013년 4월 10일(2013-04-11)
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템지구 중심
정권로우 어스
반장축6,964.69km(4,327.66mi)[1]
편심0.0203467[1]
근지 고도451km(280마일)[1]
아포기 고도735km(457마일)[1]
기울기101.71도[1]
기간96.41분[1]
에폭2015년 1월 24일 22:19:36[1] UTC

RAX-2(Radio Aurora Explorer 2)는 SRI International과 미시간 공대 학생들이 공동으로 제작한 CubeSat 위성입니다.그것은 RAX 임무에서 두 번째 우주선이다.RAX-1 미션은 태양 전지판의 점진적인 성능 저하로 인해 약 2개월간의 운용 후에 종료되었고, 결과적으로 전력의 손실을 초래했다.RAX 팀원들은 RAX-1에서 얻은 교훈을 두 번째 비행 유닛인 RAX-2의 설계에 적용했다. RAX-2는 향상된 버스 성능과 추가 운영 모드로 동일한 임무 개념의 RAX-1(2010년 11월 발사)을 수행한다.FAI가 온 디맨드로 생성되는 고출력 전리층 히터에 대한 대화형 실험을 통해 과학 측정이 강화된다.

RAX-2는 2011년 10월 반덴버그 공군기지에서 델타 II 로켓으로 발사되었다.

우주선 설계

태양 전지판을 제외하고, RAX-1과 RAX-2의 설계는 거의 동일하다.RAX-1 및 RAX-2는 물리 치수가 약 10cm x 10cm x 34cm이고 질량이 약 3kg인 표준 3U 큐브샛입니다.이 인공위성은 Cal Poly San Luis Obispo의 엔지니어들에 의해 특수 컨테이너 및 전개 메커니즘인 Cal Poly P-POD에서 발사될 수 있도록 3U CubeSat 표준에 준거하고 있으며, 많은 발사 공급자들이 그들의 발사체에 보조 페이로드로 부착할 수 있다.

설계 전략

RAX의 일반적인 설계 전략은 상용 기성품(COTS) 구성요소를 사용하여 개발 시간과 비용을 절감하는 것이었습니다.복수의 RAX 서브시스템은, 서포트 전자 기기(전원, 버스 통신, 스위치 등)를 중심으로 한 상업용 컴포넌트로 구성되어 있습니다.그러나 COTS 솔루션이 미션 요건을 충족하지 못했기 때문에 서브시스템을 처음부터 설계해야 하는 경우가 많았습니다.이러한 사례에는 많은 시간과 자금이 소요되지만, 미래 미시간 미션에 대비하여 맞춤형 시스템을 구축하기 위한 사내 전문지식이 개발된다는 이점이 있었습니다.설계에 대한 자세한 내용은 아래의 서브시스템 섹션을 참조하십시오.

설계 구현

RAX는 7개의 서브시스템, 1개의 페이로드, 15개의 총회로기판, 7개의 마이크로프로세서 및 2개의 FPGA로 나뉩니다.서브시스템 보드는 PC-104 규격에 따라 설계되어 있기 때문에 각 보드는 위성 베이스에서 페이로드까지의 104핀 헤더에서 다른 보드에 연결됩니다.여기서부터 개별 인터커넥트는 전자제품 스택에서 페이로드 리시버로 실행됩니다.알루미늄 레일이 보드의 각 모서리를 관통하고 나사산 스탠드오프가 위아래에 배치되어 각 보드를 제자리에 고정합니다.위성의 4개의 긴 면은 각각 8개의 태양 전지로 덮여 있으며, 통신용과 GPS [2]안테나를 위해 위아래 패널이 열려 있다.

RAX-2는 무게 약 3kg의 표준 '큐브샛' 모듈 3개로 구성된 스택이다.비행 컴퓨터는 Texas Instruments MSP430에 기반을 두고 있으며 과학 데이터 처리는 520MHz PXA270으로 이루어집니다.통신은 다운링크 속도가 38.4 kbit/s인 UHF 트랜시버와 115.2 kbit/s 다운링크를 제공하는 과학 데이터용 S-밴드 다운링크를 통해 이루어집니다.

미션의 개요

2011년 10월 28일 반덴버그 AFB에서 발사된 RAX-2, 5개의 다른 큐브샛 및 NPP 지구 관측 위성을 탑재한 델타 II

RAX-2의 주요 임무 목표는 우리 대기의 가장 높은 영역인 전리층의 대규모 플라즈마 형성을 연구하는 것이다.이러한 플라즈마 구조는 필드 얼라인드 불규칙(FAI)이라고 불리는 난류의 한 형태이며, 지구 측위 시스템(GPS)과 같은 통신 및 내비게이션 신호를 왜곡시킬 수 있습니다.

FAI를 연구하기 위해, RAX 미션은 알래스카의 포커 플랫(Poker Flats, PFISR로 알려진)에 있는 거대한 비논리성 산란 레이더를 사용할 것이다.PFISR은 강력한 무선 신호를 플라즈마 불안정성으로 전송하여 우주로 흩어지게 됩니다.그 시간 동안, RAX 우주선은 머리 위를 선회하며, 탑재된 수신기로 산란 신호를 기록할 것이다.이 신호 기록들은 탑재된 컴퓨터에 의해 처리되어 과학자들이 분석할 지상국으로 전송될 것이다.이 1년간의 과학 미션의 목표는 단기 예측 모델이 생성될 수 있도록 FAI 형성에 대한 우리의 이해를 높이는 것입니다.이것은 우주선 운영자들이 예상되는 통신 두절 기간 동안 임무를 계획하는 데 도움이 될 것이다.

RAX-2는 과학적 임무를 계속하기 위해 RAX-1의 유산을 기반으로 구축되었습니다.이것은 학생들이 경험을 통해 배우고 새롭고 창의적인 기술을 직접 구현한 것을 반영하는 것입니다.RAX-2는 정전을 교정하고 정기적으로 과학 실험을 가능하게 하기 위해 개발되었습니다.

시작하다

RAX-2는 NASA의 [3]NPP(NPOESS Preparatory Project) 임무의 보조 탑재물로서 2011년 10월 28일에 발사되었다.큐브샛의 발사는 ELaNa-3 [4][5][6][7]프로그램의 일환으로 NASA에 의해 후원되었다.그것은 캘리포니아 중부의 반덴버그 공군기지에서 유나이티드 발사 얼라이언스 델타 II 로켓에 실려 7920-10 [8]구성으로 발사되었다.CubeSat 분리는 발사 후 98분 후에 이루어졌으며, 그 직후 RAX-2로부터의 비콘이 들렸다.

이것은 5개의 다른 큐브샛, M-Cubed, AubieSat-1, DICE-1, DICE-2 및 Explorer-1과의 다중 페이로드 미션이었다.

미션 사이언스

RAX 임무의 목적은 궤도를 도는 우주선과의 통신을 방해하는 것으로 알려진 이상 현상인 자기장 정렬 플라즈마 불규칙(FAI)의 형성을 이끄는 미세물리학을 이해하는 것이다.RAX 미션은 고도로 1m 스케일 FAI의 3-D k-스펙트럼(공간 푸리에 변환)을 매우 높은 각도 분해능으로 원격으로 측정하도록 특별히 설계되었으며,[9] 특히 불규칙한 부분의 자기장 정렬을 측정하도록 설계되었습니다.

RAX 미션은 FAI로부터 신호를 산란시켜 RAX 우주선의 수신기에 의해 측정되는 기존 지상 레이더 네트워크를 사용할 것입니다.이 우주선은 지상에 있는 좁은 빔 비간섭성 산란 레이더(ISR)로 조명되는 FAI로부터의 "라디오 오로라" 즉, 브래그 산란을 측정할 것이다.이 원격 감지 방법은 전파 오로라 강도가 브래그 파형 [10]수에서 평가된 불규칙 k 스펙트럼에 비례한다는 강력한 수학적 관계를 기반으로 합니다.

지면 대 공간 쌍정레이더 실험은 k 스펙트럼을 고도로 분해한다. 즉, 플라즈마의 감지 부피가 균일하고 수신된 신호에 파동 벡터의 순수한 함량이 포함되어 있어 파동 성장과 감쇠의 정확한 분석에 중요하다.또한 각 실험에는 불규칙성의 주요 동력인 대류 전계 Ec가 태그 부착되며,[11] 실험 중 ISR에 의해 측정된다(플라즈마 밀도 및 온도의 고도 프로파일 제외).

RAX 미션은 구동력과 효과를 동시에 효과적으로 측정하여 균일하게 분해된 플라즈마 부피의 플라즈마 프로세스를 정량화할 수 있는 유일한 기회입니다.

과학적 발견과 독창적인 실험 연구

RAX-2는 나노위성 레이더 수신기를 이용해 자연발생 오로라 난류를 최초로 측정하는데 성공했다.3월 8일에 기록된 독특한 레이더 에코들은 RAX 큐브샛으로 촬영되었다.RAX 나노위성은 알래스카 페어뱅크스 상공의 난류를 측정했는데, 이는 지난 5년 동안 가장 큰 태양 플레어에 의해 촉발된 지자기 폭풍의 직접적인 결과였다.지구의 고위도 전리층은 태양으로 움직이는 오로라 또는 "북방광"과 관련된 상층 대기의 한 영역인데, 지자기 폭풍 중에 큰 전류가 흐르면 매우 불안정해진다.RAX는 기존의 지상 레이더에 접근할 수 없는 궤도 [12]유리한 지점에서 이 오로라 난류를 측정하기 위해 SRI와 미시간 대학에 의해 특별히 설계되었다.

"그 RAX 레이더 에코 발견한 설득력은 소형 위성, 교구를 그들의 역할을 넘어서, 근본적인 우주 기상 연구를 위해 우량 측정을 제공할 수 있음을 입증했다," 말했다 테레세 Moretto 조겐슨 박사의 대기와 Geospace 과학원은 국립 과학 재단에서 Geospace하는 프로그램 담당자이다.[13]

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e f g "RAX-2 Satellite details 2011-061D NORAD 37853". N2YO. 24 January 2015. Retrieved 25 January 2015.
  2. ^ "Spacecraft Design". Radio Aurora Explorer. University of Michigan. Archived from the original on 2010-11-28. Retrieved 2013-07-10.
  3. ^ "RAX-Radio Aurora Explorer Mission Science Operations". Rax.sri.com. Archived from the original on 2012-04-25. Retrieved 2012-05-26.
  4. ^ "NASA - Expendable Launch Vehicle Status Report". Nasa.gov. Retrieved 2012-05-26.
  5. ^ "NASA - ELaNa: Educational Launch of Nanosatellites". Nasa.gov. 2011-02-14. Retrieved 2012-05-26.
  6. ^ "RAX 1, 2". Space.skyrocket.de. Retrieved 2012-05-26.
  7. ^ 나노위성 교육발사
  8. ^ "Tracking Station Worldwide launch schedule". Spaceflight Now. Retrieved 2012-05-26.
  9. ^ "Mission Science Operations". Radio Aurora Explorer. SRI International. Archived from the original on 2013-06-19. Retrieved 2013-07-10.
  10. ^ "Mission". Radio Aurora Explorer. University of Michigan. Archived from the original on 2012-06-24. Retrieved 2013-07-10.
  11. ^ "RAX Home". Radio Aurora Explorer. SRI International. Archived from the original on 2013-06-19. Retrieved 2013-07-10.
  12. ^ "Northern Lights: First-Ever Measurement of Auroral Turbulence Using a Nanosatellite Radar Receiver". Science Daily. 2012-03-22. Retrieved 2013-07-10.
  13. ^ "Space Weather Researchers from SRI International and University of Michigan Take First-Ever Measurement of Auroral Turbulence Using a Nanosatellite Radar Receiver" (Press release). SRI International. 2012-03-22. Retrieved 2013-07-10.