NASAs nye Dellingr -rumfartøj baselineret til vejsøgning af CubeSat til Van Allen -seler

GTOSat - vil ikke kun give vigtige observationer af de miljøforbudende strålingsbælter, der omkranser Jorden, det vil give de første trin i en ny teknologisk vision.

Denne mission med førstegang vil tjene som en stifinder for nye strålingstolerante teknologier, der kan hjælpe forskere med at realisere en længe søgt drøm:at implementere en konstellation af små satellitter ud over lav jordbane for at samle samtidige, flerpunktsmålinger af Jordens stadigt skiftende magnetosfære, som beskytter planeten mod det konstante angreb af ladede partikler, der strømmer ud fra solen.

Desuden, det vil være den første CubeSat, der opererer i geostationær overførselsbane, eller GTO - hvorfra det stammer sit navn - og den første til at bruge den nyeste, mere robust version af den NASA-udviklede rumfartøjsbus Dellingr-Dellingr-X.

NASA HTIDeS Awards GTOSat m.fl

"Tredje gang er en charme, "sagde Larry Kepko, en videnskabsmand ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Han havde tidligere forsøgt at sikre finansiering under agenturets Heliophysics Technology and Instrument Development for Science, eller HTIDeS, program til at bygge og starte missionen. Ud over GTOSat, HTIDeS -programmet tildelte finansiering til fire andre CubeSat -missioner, 13 sonde-raket- og ballonundersøgelser, og 12 instrumentudviklingsindsatser.

Forventes at blive lanceret i begyndelsen af ​​2021, $ 4,5 millioner GTOSat vil indsamle målinger fra en meget elliptisk jordbane, der er en standard overførselsbane for kommunikationssatellitter, der opererer i geostationær bane omkring 22, 000 miles fra Jorden. Fra dette sted, GTOSat vil bruge sine to indbyggede instrumenter til at måle partikler med høj energi, der sandsynligvis stammer fra solvind og kosmiske stråler.

Disse partikler gyrerer, hoppe, og driver gennem to koncentriske, donutformede ringe kaldet Van Allen-selerne, undertiden skyder ned til Jordens atmosfære eller flygter ud i rummet. Opkaldt efter James Van Allen, deres opdager, disse strålingsbælter er placeret i det indre område af Jordens magnetiske miljø, magnetosfæren. Der svulmer og krymper de over tid som en del af et meget større rum-vejr-system, der kan forstyrre satellitter og GPS-kommunikation, true sundheden og sikkerheden for astronauter, der arbejder i kredsløb med lav jord, eller endda - når den er ekstrem - forstyrrer elnettet.

"Disse energiske partikler kan beskadige rumfartøjer og udgøre betydelige risici for astronautens sundhed, "sagde GTOSat -hovedforsker Lauren Blum, en Goddard -videnskabsmand, der indsendte det vindende forslag. "Denne region i rummet er ikke bare videnskabeligt interessant. Den påvirker os direkte her på Jorden."

I øjeblikket, NASAs Van Allen Probes, den anden mission i NASAs Living With a Star -program, giver en hidtil uset indsigt i strålingsbælternes fysiske dynamik. Imidlertid, de to sonder, som blev lanceret i 2012, er ved at løbe tør for brændstof og forventes at gå på pension om et par år. GTOSat vil levere nye data, efter Van Allen Probes -missionen er overstået, Sagde Blum.

Dellingr-X tilbyder løsning

For at fortsætte med at indsamle målinger af Van Allen -selerne, imidlertid, GTOSat -teamet skulle sikre, at rumfartøjsbussen og dens instrumenter kunne modstå det fjendtlige miljø, som større, mere traditionelle rumfartøjer - ligesom Van Allen -sonderne - er bygget til at tolerere. En vellykket CubeSat -mission krævede, at dens hardware og software var forberedt på at tolerere angreb af ladede partikler, som kan ødelægge elektronik og i sidste ende afslutte missioner, Blum sagde, tilføjer, at de fleste CubeSat -missioner til dato opererer langt under Van Allen -selernes højde.

Rumfartøjet Dellingr-X tilbød den perfekte løsning.

En opfølgning på den originale skostørrelse Dellingr, som ingeniører specifikt er designet til at være billigere, mere pålidelig end de fleste CubeSat -rumfartøjer, og i stand til at udføre videnskab i NASA-klasse, Dellingr-X tilføjer et nyt kapacitetsniveau.

Dellingr-Xs altafgørende kommando- og datahåndtering og elektriske energisystemer vil være strålingstolerante; med andre ord, they will be able to withstand high-energy particle hits that sometimes cause electronic systems to latch-up and draw too much current.

Both technologies were developed under the Goddard Modular SmallSat Architecture, or GMSA, program, which the center initiated to create overarching system designs and technologies to dramatically reduce mission risks without significantly increasing the cost of smaller platforms.

Future Missions to Benefit

Enabling GTOSat isn't the only benefit of these new GMSA technologies, Kepko said.

NASA is studying a couple constellation-type missions that might employ as many as 36 SmallSats—spacecraft larger than CubeSats but smaller and less expensive than more traditional satellites—in multiple locations within the magnetosphere that encompasses the Van Allen belts. Dellingr spacecraft wouldn't be appropriate for these types of missions due to their small size, but a GMSA-based SmallSat weighing between 110-220 pounds would be, han sagde.

As a pathfinding mission, the relatively inexpensive GTOSat will demonstrate these new technologies and give them flight heritage, han tilføjede. "This paves the way and opens the door to eventually flying multiple satellites in a SmallSat constellation beyond low-Earth orbit—something I've waited my entire career to happen but hasn't because it's prohibitively expensive to build and fly multiple, more traditional spacecraft."