01  апр
Аппарат Dawn NASA
 (голосов: 1)
Написал vharhenko в категорию Астрономия

На сегодняшний день многие ученые утверждают, что именно так выглядит астероид Веста. Этот объект и является основной целью исследований аппарата Dawn, созданного агентством НАСА при участии Лаборатории реактивного движения. Также в проекте участвуют ученые Германского аэрокосмического центра и Института планетарных наук
.

Рекомендуем просмотреть видео ролик о миссии Dawn:




Космический аппарат Dawn объединил в себе самые передовые технологии, которые уже применялись в других миссиях НАСА. Это стандартный набор инструментов, запчасти и приборы. Все системы аппарата имеют дублеров, то есть если с одним из приборов произойдет сбой, то его заменит его двойник. Аналитическая система безопасности позволяет переводить «испорченный» прибор на нового дублера. В сложенном состоянии аппарат имеет ширину 2,36 метра, а при развернутых солнечных батареях его ширина составляет 19,7 метров.


Конструктивные особенности DAWN.


В основе конструкции аппарата Dawn лежит цилиндрический корпус, который изготовлен из графитного композита. Внутри корпуса расположились баки, наполненные ксеноном, на котором работают ионные двигатели. Также есть баки с гидразином, который предназначен для двигателей малой тяги. Цилиндр имеет облицовку алюминиевыми панелями, которые удерживают дорогое оборудование аппарата. Для облицовки самих панелей применялся композитный материал или алюминий. Для контроля температурного режима в аппарате предусмотрены тепловые экраны и поверхностные приборы (радары).


Аппарат Dawn NASA


Средства связи. Телекоммуникационная система связи с Землей основана на трех широко направленных антеннах и одной параболической узконаправленной антенны (диаметр тарелки 1,52 метра). Параболическая антенна будет основной для установки связи с Землей. В случае не прямого направления узконаправленной антенны в сторону Земли, будут использованы широко направленные антенны. При организации сеанса связи в процессе может участвовать только одна из антенн.


Аппарат Dawn NASA


Управление космическим аппаратом. Для управления аппаратом и обеспечения его манёвренности в космическом пространстве используется система из пары астроориентаторов, трех двухосевых инерциальных блоков, 16 солнечных датчиков и 4 блоков маховиков. Данная система позволяет управлять шарнирным механизмом, который обеспечивает направление солнечных батарей на Солнце. Также данная система может регулировать направление ионных двигателей в 2 плоскостях.


Маховики контролируют ориентацию аппарата в космическом пространстве. Они имеют похожее устройство как и гироскопы, которые используют момент инерции вращающейся массы, что позволяет поддерживать или изменять ориентацию в пространстве. Для поддержания или изменения ориентации аппарата в пространстве могут быть задействованы 12 двигателей (работают на гидразине, тяга 0,9Н). Сразу после запуска аппарата двигатели затормозили вращение и обеспечили настройку солнечных батарей на Солнце.


Ионные двигатели Dawn. Данные силовые агрегаты позволяют космическому аппарату достигать цели, а именно астероидов для изучения. Осуществление данной миссии не было бы возможно, если не применить ионные двигатели. Для достижения Весты без ионных двигателей необходимо было бы создать больший по размерам космический аппарат и использовать большую ракету-носитель. Впервые ионный двигатель прошел испытания в мисси НАСА Deep Space 1, которая позволила испытать ещё одиннадцать новых технологий.


Аппарат Dawn NASA


Ионный двигатель НАСА.


Три ионных двигателя Dawn имеют диаметр 30 см и расположены подвижно на осях, что позволяет корректировать центр тяжести аппарата в течение выполнения миссии. Ионные двигатели также задействованы в изменении и корректировке курса космического корабля.


Аппарат Dawn NASA


Каждый ионный двигатель имеет большой моторесурс, что позволяет выполнять длительные миссии. Но, несмотря на это, в процессе полета работает один из двигателей аппарата. Ионные двигателя могут работать годами. Они выключаются раз в неделю, чтобы аппарат смог навести антенну на Землю и осуществить сеанс связи. Расчетный период работы ионных двигателей составляет 2000 дней.


Как показано на снимке ионного двигателя, в процессе ионизации ксенона происходит образование ионов, которые ускоряются электростатическим полем до скорости в 10 раз большей от той, что зафиксированы в работе химических двигателей. Регулировка тяги двигателя производится уменьшением/увеличением подачи ксенона. Данный двигатель экономный в расходе топлива. На космическом аппарате Dawn находится 425 кг ксенона.


Ионный двигатель имеет тягу 91 мН. Многие из вас скажут, что это маленькая величина. Да безусловно, но такой двигатель сможет работать в непрерывном цикле тысячи дней.
Электропитание Dawn. Для обеспечения работоспособности всего оборудования и установки ионных двигателей необходима электроэнергия. С этой функцией должны справиться две солнечные батареи площадь. 8,3х2,3 метра.


Конструктивно солнечные батареи представляют собой поверхность покрытую 5740 отдельными фотоэлементами, что составляет площадь 18 м2. Данные элементы способны преобразовать в электроэнергию до 28% падающей на них солнечной энергии. На поверхности земли данные солнечные батареи могли бы производить до 10 кВт электроэнергии. Каждая из батарей расположилась с противоположных сторон аппарат Dawn на шарнирных механизмах, что позволяет им настраиваться по направлению к Солнцу.


Также существует никель-водородный аккумулятор, который собирает электроэнергию и обеспечивает работу оборудования в случае, если солнечные батареи не имеют направления на Солнце.

Компьютерная система Dawn. Для обеспечения контроля над работой всех систем и обработки информации на борту аппарата Dawn предусмотрена компьютерная система. Эта система имеет также резервную копию и состоит из радиационно-стойких одноплатных компьютеров RAD6000. Каждый из таких компьютеров имеет память до 8 Гбит.


Аппарат Dawn NASA


Компьютер RAD6000


Научный инструментарий Dawn.


Для выполнения научной миссии аппарат Dawn несет три системы инструментов.


Кадровый фотоаппарат Framing Camera создан воспроизведения оптических снимков поверхности Весты и Цецеры. На борту Dawn находится две независимы камеры, которые дублируют друг друга. Каждая из камер имеет свою оптику, электронную систему и конструкцию. Камеры имеют оптику с 7,9 фокусным отношением и 150 мм фокусным расстоянием. Также каждая из камер оснащена 7 цветными фильтрами, что позволит сделать снимки для получения информации о минералах на поверхности. Память каждой камеры составляет по 8 Гбит. Создали аппараты для фотосъемки ученые из института исследований Солнечной системы им. М. Планка (Германия) совместно с Германским аэрокосмическим центром и Техническим университетом Брауншвейга.


Аппарат Dawn NASA


Детектор гамма и нейтронного излучения (GRaND, Gamma Ray and Neutron Detector) состоит из 21 датчика, которые имеют широкий угол обзора. Данное оборудование предназначено для выявления изменений энергии гамма-лучей и нейтронов, которые отражаются от поверхности астероида. При помощи этого оборудования ученые сумеют установить наличие на поверхности породообразующих элементов: водорода, углерода, азота и т.д. Это оборудование не имеет встроенного хранилища данных и будет передавать показания измерений на Землю в онлайн режиме.


Для исследования в области поверхностной минералогии будет задействован спектрометр видимого и инфракрасного диапазона (Visible and Infrared Mapping Spectrometer), который позволит зарегистрировать «свечение» каждого пикселя на всех снимках поверхности объекта. Это позволит определить наличие или отсутствие минералов на поверхности Весты или Цецеры. Данное оборудование имеет встроенное хранилище данных на 8 Гбит. Прибор разработан Итальянским космическим агентством.


Аппарат Dawn NASA


Основной целью миссии Dawn является поверхностное исследование астероида 4 Веста и карликовой планеты 1 Цецера. Анализ полученных данных даст представление об эволюции этих небесных тел. Как известно возраст этих объектов составляет 4,56 млн. лет.

Рекомендуем Вам посмотреть видео про миссию Dawn:




Комментарии (0) Просмотры: 3702

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.