Cubesat с точностью наведения в 8 угловых секунд — это типично или исключительно?

Я только что прочитал в Satnews Daily , что:

3U CubeSat, финансируемый НАСА и возглавляемый Лабораторией атмосферной и космической физики Университета Колорадо, MinXSS требует точного наведения для выполнения своих научных задач. Интегрируя множество высокопроизводительных миниатюрных космических датчиков и приводов, в том числе Nano Star Tracker и Micro Reaction Wheels от BCT, блок XACT обеспечивает современную ориентацию для небольших космических аппаратов, таких как MinXSS. Орбитальная телеметрия от блока XACT и независимых приборов космического корабля показывает ошибку наведения поперек оси на 1 сигму лучше, чем 8 угловых секунд , что меньше ширины Эмпайр-стейт-билдинг, если смотреть из Лос-Анджелеса. (мой акцент)

8 угловых секунд — это всего около 0,002 градуса! Конечно, «большой спутник», такой как большой телескоп с большим увеличением (или высокой точностью), может работать намного лучше, я думал, что в целом кубсаты размером от 1U до 3U находятся в диапазоне от 0,1 до 10 градусов, что в основном определяется балансом между стоимостью и требования.

Это какой-то рекорд для кубсата 3U?

примечание: MinXSS ( и это , и ArXiv ) обычно указывает на солнце для измерения низкоэнергетических рентгеновских спектров. Таким образом, когда он производит измерения, он не вращается относительно звезд, как это должен был бы делать космический корабль, ориентированный на Землю.

редактировать: я понял, откуда может возникнуть потребность в высокой точности наведения.

введите описание изображения здесь

вверху: GIF из кадров видео AR1226 M2.5 Flare и CME, 7 июня 2011 г. 05:00-13:00 AIA 211/193/171 Composite

Детектор рентгеновского излучения внутри Amptek X123 (и здесь ) представляет собой одиночный кремниевый PIN-диод толщиной около 500 микрон с площадями от 6 до 25 квадратных миллиметров, показанными на веб-сайте как стандартные. Также доступен дополнительный точечный коллиматор .

Коллиматор на самом деле представляет собой два точечных отверстия, расположенных на расстоянии около 37 миллиметров друг от друга, и они имеют стандартный диаметр до 25 микрон. Таким образом, возможно, что FWHM может быть порядка 0,04 градуса при стандартной конфигурации и даже уже, если было выбрано большее расстояние между отверстиями. Они могут быть в состоянии указать конкретно на корону или CME и записать мягкий рентгеновский спектр.

Ответы (2)

Я один из руководителей MinXSS. Да, это необычно высокая точность наведения для CubeSat, но вряд ли это рекорд. Это станет обычным явлением, потому что мы были первыми, кто запустил систему определения ориентации и управления Blue Canyon Technologies XACT (ADCS). Их уже много, готовых к полету, в том числе два из JPL, которые будут летать на Марс независимо с миссией InSight примерно через год.

Нам требовалось лучшее наведение на MinXSS, чем обычно для CubeSat, потому что Солнце имеет ширину в полградуса, и нам нужно было удерживать его в поле зрения ±4 градуса. Очевидно, что 8 угловых секунд намного лучше, поэтому для нас это слишком много, но BCT находится совсем рядом с нами, и у нас с ними прочные партнерские отношения, и нам пришлось сосредоточить наши усилия по разработке в другом месте, чтобы обеспечить успех. ADCS сложна, поэтому мы были благодарны им за то, что они выпустили продукт XACT как раз в то время, когда он нам был нужен.

Мы измеряем спектры мягкого рентгеновского излучения Солнца, поэтому на самом деле мы вообще не отображаем солнце. Нам просто нужно убедиться, что он в поле нашего зрения и с нами все в порядке. Теперь, когда мы продемонстрировали, что XACT работает даже лучше, чем указано в спецификации, мы собираемся использовать его во многих будущих миссиях, требующих более высокой точности наведения, чем это было необходимо для MinXSS.

Потрясающий ответ. Добро пожаловать на сайт!
Спасибо! Я весь в stackoverflow. Я рад видеть эту тему добавленной к обмену!
Ах я вижу. Я предположил, что вы, возможно, указываете на диск Солнца, чтобы изолировать рентгеновские лучи, исходящие исключительно от короны, но теперь я понимаю, что вы делаете полный солнечный диск плюс интеграцию с короной. Спасибо за помощь!
Верно. На этих длинах волн (соответствующих плазме> 1 миллиона кельвинов) все излучение в любом случае исходит от короны, поэтому даже на диске вы все еще видите корону.
Да, теперь, когда вы упомянули об этом, я думаю, это должно было быть очевидным. На самом деле, даже просто глядя на изображение в видео в вопросе, это также довольно очевидно. Это похоже на оболочку или ореол света вокруг большого черного шара.
Я постоянно использую одно и то же видео в своих презентациях... оно отличное.
Я только что заметил небольшую ошибку в оригинальном примечании к посту: мы действительно вращаем MinXSS относительно звезд. Наша основная ось наведения состоит в том, чтобы держать наши инструменты на Солнце, но вторичное ограничение состоит в том, чтобы держать звездный трекер как можно ближе к зениту. Поскольку мы на орбите, зенитный вектор постоянно меняется. Таким образом, Земля никогда не попадает в поле зрения звездного трекера.

Я не уверен, является ли это рекордом, но это определенно необычно высокая точность наведения для кубсата. Ваш диапазон от 0,1 до 10 градусов действительно довольно типичен. В основном речь идет о требованиях — поскольку кубсаты физически малы, они не могут иметь антенны с очень высоким коэффициентом усиления, которые необходимо наводить (5 градусов обычно достаточно даже для высококачественного нисходящего канала кубсат, такого как передатчик X-диапазона Planet Labs со скоростью 200 Мбит / с) .

Точно так же ограниченная апертура означает, что у них, как правило, нет телескопов или других инструментов с очень узким полем зрения << 1 градус. Таким образом, в большинстве случаев нет необходимости наводить лучше, чем на градус или около того, что легко достижимо с помощью недорогих магнитометров, датчиков солнца, МЭМС-гироскопов, магнитоусилителей и простых реактивных колес.

Я только что понял, как MinXSS может на самом деле использовать эту точность указания — см. редактирование выше.
Да, рентгеновские лучи определенно позволят вам получить узкую ширину луча в скромной апертуре!
Cubesat с точностью наведения в 8 угловых секунд — это типично или исключительно?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v