LightSail 2 in Baja, Kalifornien. Bild: Planetary Society
Zwei Wochen nach der Eingabe solar-Segel-Modus, die Planetarische Gesellschaft LightSail 2-Raumsonde hat es geschafft, heben Sie den orbit von fast 2 Kilometern, ein wichtiger test für dieses vielversprechende neue Antriebe.
LightSail 2 entfaltet seine 32 Quadratmeter (344 Quadratmeter) solar-Segel am Juli 23, etwa einen Monat, nachdem er abgeschieden in einer niedrigen Erdumlaufbahn von einer SpaceX Falcon-Heavy-Rakete. Zu der Zeit, die Raumsonde apogee, oder hohe-Punkt seiner Umlaufbahn, war nur schüchtern von 726 Kilometern (451 km). Aber jetzt, knapp zwei Wochen nach Eintritt in solar-Segel-Modus, LightSail-2 apogee ist jetzt bei 729 Kilometer (453 Kilometer), ein Plus von fast 3,2 Kilometer (2 Meilen), je nach den Planetarischen Gesellschaft.
LightSail 2 Öffnet Seine Segel in einer Frühen Test von Tech, die Interstellare Reisen Möglich
Ein winziges Raumschiff in der Umlaufbahn um die Erde erfolgreich eingesetzten solar-Segel. Genannt LightSail 2, die …
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Es ist noch früh Tage, aber die Dinge reibungslos.
“Mission operations verläuft sehr gut”, Dave Spencer, LightSail 2-Projekt-manager, sagte Gizmodo heute früher. “Die Raumsonde ist gesund, und wir werden die Kommunikation mit der Raumsonde mehrmals am Tag.”
Der Sinn dieser mission ist es, die Durchführbarkeit des solar-Segeln, in dem Photonen von der Sonne abprallen einen großen solar-Segel, wodurch das Raumschiff-ein kleines, aber stetig steigern. Schließlich, diese Art von Antrieb verwendet werden könnte, zu verschieben, kleine Satelliten in den orbit oder sogar interstellare Reisen ermöglichen.
Um die optimale Leistung, mission Controller Notwendigkeit der Orientierung die Lage des Segels relativ zur Sonne. Zu diesem Zweck wird die Sonde führt zwei 90-Grad-Drehungen, die jede Umlaufbahn um die Erde, und das tut er mit einem Schwung-Rad—im Grunde ein Schwungrad, das bewegt sich entlang einer einzigen Achse. Wenn in der solar-Segel-Modus, die Segel sind positioniert, um quer oder senkrecht, um die Sonne zu maximieren, die Anzahl der Photonen, schlagen die Segel. Um zu verhindern, dass LightSail 2 von stolpernden, und damit der Verlust der Kontrolle über das Segel-Ausrichtung, die Segel ausgerichtet, sich zu bewegen von der Kante relativ zu der eingehenden solaren Photonen. Es dauert etwa 90 Minuten für LightSail 2 eine vollständige Umlaufbahn der Erde.
“Für die ersten 10 Tage nach der Segel-Bereitstellung, waren wir in der solar-Segel-Modus etwa zwei Drittel der Zeit”, erläutert Spencer. “Das Schwung-Rad war das erreichen der Sättigung—seine maximale Rotationsgeschwindigkeit—ein paar mal pro Tag, an welchem Punkt wir würden verlangsamt das Rad, und verwenden Sie magnetische Drehmoment Stäbe zu entfernen Winkelgeschwindigkeit aus dem system. Dies wird als “detumble-Modus’, und es ist verwendet, um zu verringern die Winkel-Tarife über jede Achse der Sonde. Früh waren wir in detumble-Modus etwa ein Drittel der Zeit, einschließlich der Zeit, während der sonnenbeschienenen Teil der Bahn.”
Am 3. August die Planetary Society team hochgeladen ein software-patch, das es ermöglicht, die Sonde autonom zu wechseln in seine detumble-Konfiguration, wenn es in der Erde, die Schatten. Das bedeutet LightSail 2 kann nun so bleiben in der solar-Segel-Modus während der sonnenbeschienenen Teil jedes orbit zu “maximieren der Zeit verbrachte solar sailing”, erklärte Spencer.
“Wir haben auch einige fine-tuning der Segel-control-Algorithmus zu verfeinern, die Drehrate der Sonde, und verringern die Neigung der Sonde, die über das gezielte Ausrichtung am Ende des spielzugs”, sagte Spencer.
In der Tat, ein Diagramm zusammengestellt von Justin Mansell, ein Ph. D. student an der Universität von Purdue wer ist beteiligt mit dem LightSail 2 mission, verdeutlicht dieses Problem sehr schön.
Segeln Ausrichtung von LightSail 2 während 3 Bahnen am 28. Juli 2019.Bild: Planetary Society
Suchen Sie die Grafik, die roten Linien repräsentieren die geboten Segel-Orientierung (d.h. der idealisierten Segel-Konfiguration), in denen die 0-Grad stellt eine perfekt senkrechte Ausrichtung zur Sonne, während 90 Grad stellt die parallel -, edge-on Orientierung. Die Handlungsstränge werden die tatsächlichen Daten am Juli 28 in drei Umlaufbahnen, und zeigen Sie das Segel Orientierung hinaus zu Schießen Ziel, wenn Sie annähernd 90 Grad. LightSail 2 arbeitet derzeit mit einer Fehlerquote um die 30 Grad, was in Ordnung ist, aber es könnte besser sein, daher auch die aktualisierten Algorithmus, hochgeladen LightSail 2 am 5. August.
“Diese beiden updates haben sich als wirksam bei der Verbesserung der Segel, Kontrolle der Leistung,” Spencer sagte Gizmodo. “Basierend auf Raumschiff-Telemetrie, über die letzten zwei Tage unserer 90-Grad-Drehungen, die haben viel mehr knusprig getan, und das Schwung Rad noch nicht erreicht hat, seine Sättigung. Wir freuen uns auf das Ergebnis dieser verbessert die Segel-Steuerung in der orbit-Entwicklung in den kommenden Tagen”, sagte er.
Ein video produziert von Mansell zeigt LightSail 2 ” Orientierung mit Bezug auf die Sonne, die während einer einzigen Umlaufbahn am Juli 28, 2019, die zufällig vor der letzten software-updates. Die rote Linie zeigt die Richtung der Sonne, während die Blaue Linie zeigt die Richtung der lokalen magnetischen Feld. Jason Davis vom Planetary Society beschreibt das video:
In der ersten Hälfte des Videos, LightSail 2 versuche zu Fliegen, Rand-auf in die solare Photonen, die Aufrechterhaltung einer 90-Grad-Winkel mit der Sonne, wie durch das “feather” – Modus. Die Lücken zwischen den Datenpunkten sind nicht interpoliert, so dass Sie keine falschen Angaben über die Daten, die es macht sehen aus wie die Segel springen um mehr, als es tatsächlich ist. In der zweiten Hälfte des Videos, LightSail 2 “Schub” – Modus, versuchen zu halten, seine lange Achse, um die Sonne in etwa null, so dass die Segel bekommen kann ein push aus Sonnenlicht.
Wie das video zeigt, gibt es Zeiten, wo das Segel verhält sich schön. Und wenn das passiert, ist die mission team sieht gute orbital Leistung. Auf LightSail 2 ” den besten Tag bisher, das Raumschiff hob Ihren Höhepunkt von etwa 900 Metern, zeigt das Versprechen der Flug durch Licht für kleine Raumschiff—das Hauptziel des Programms.
Interessanterweise ist die Planetary Society team auch Simulationen durchgeführt, um zu sehen, wie die performance von zufällig herabstürzenden Raumschiff wäre zu vergleichen, um aufgezeichnete Flugdaten. Nicht überraschend, die kontrollierte Orientierungen führte zu einer schnelleren raten der lift im Vergleich zu einem hinabstürzenden Satelliten.
Spencer sagte Gizmodo, dass alle LightSail 2 mission performance, einschließlich der Orientierung kontrollieren, werden schließlich dokumentiert Tagungsbeiträge und Aufsätze, zusammengestellt von der Planetary Society mission team. Ein primäres Ziel der mission, sagte er, sein wird, um diese Daten an den solar-Segel-community, die beinhaltet, NASA ‘ s Near Earth Asteroid Scout (NEA Scout) mission—einen Vorschlag für solar-Segel-mission zu einem Asteroiden.
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