NASAs to små MarCO CubeSats flyver forbi Mars i 2016, ligesom NASAs næste Mars-lander, InSight, falder ned for at lande på overfladen. Kreditter: NASA / JPL-Caltech
Se flyve- og cubesat-rumfartsgrafik og -foto nedenfor[/ Caption]
CubeSats tager det næste store spring for videnskab - forlader Jorden og tager snart mod den fjerde klippe fra Solen.
For første gang vil to bittesmå CubeSat-prober lancere i dybe rum i begyndelsen af 2016 på deres første interplanetære ekspedition - med det formål at røde planeten som en del af et eksperimentelt demonstrationsprojekt for teknologisk relæ, der hjælper NASAs næste mission til Mars; InSight-landeren.
NASA annoncerede paret koffertstørrelse CubeSats, kaldet Mars Cube One eller MarCO, som en sen og ny tilføjelse til InSight-missionen, der kunne forbedre kommunikationsmulighederne i fremtiden for Mars-missioner betydeligt. De blev designet og bygget af NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL), Pasadena, Californien.
InSight, der står for indenrigsundersøgelse ved hjælp af seismiske undersøgelser, geodesi og varmetransport, er en stationær lander. Den vil tilslutte sig NASAs overfladevidenskabelige efterforskningsflåde, der i øjeblikket består af nysgerrigheds- og mulighedsmissionerne, der derimod er mobile rovere.
InSight er den første mission at forstå den indvendige struktur på den røde planet. Dets formål er at belyse arten af den Martiske kerne, måle varmestrøm og sans for "Marsquakes."
På grund af deres lille størrelse - ca. 10 cm (kvadratmeter) - og enkelhed ved hjælp af komponenter på hylden er de en foretrukken platform for universitetsstuderende og andre, der søger adgang til plads til lave omkostninger - som f.eks. Light Sail-sejlads cubesat-demonstration lanceret i maj. Seks enheder kombineres sammen for at skabe MarCO.
I løbet af de sidste par år er mange hundreder af cubesats allerede blevet udsat i Jorden kredsløb - inklusive mange snesevis fra den internationale rumstation (ISS) - men disse vil være den første, der går langt ud over vores hjemmeplanet.
Data, der videresendes af MarCO med 8 kbps i realtid, kunne afsløre InSights skæbne på Marsoverfladen inden for få minutter til missionskontrollører tilbage på Jorden, snarere end at vente på en potentielt langvarig periode med smertefulde neglebidning, der varer en time eller mere.
De to sonder, kendt som MarCO-A og MarCO-B, fungerer under InSights meget komplekse indrejse-, afstamnings- og landingsoperationer (EDL), når de falder gennem den tynde martiske atmosfære. Deres funktion er blot at hurtigt videresende landingsdata. Men cubesats har ingen indflydelse på missionens ultimative succes. De vil med vilje sejle forbi, men ikke lande på Mars.
“MarCO er en eksperimentel kapacitet, der er føjet til InSight-missionen, men er ikke nødvendig for missionens succes,” sagde Jim Green, direktør for NASAs planetvidenskabsafdeling ved agenturets hovedkvarter i Washington, i en erklæring.
MarCO Cubesats vil fungere som et testbed for en revolutionerende kommunikationstilstand, der søger at videresende data tilbage til Jorden om status af InSight - i realtid - når det springer ned til den røde planet for de "Syv minuters terror", som forhåbentlig højdepunkter med en blød landing.
MarCO-duoen vil flyve forbi Mars i en planlagt afstand og højde på ca. 3.500 kilometer, når InSight falder ned mod overfladen under EDL-operationer. De vil hurtigt videresende signaler, der kommer fra landeren i realtid, direkte tilbage til NASAs enorme Deep Space Network (DSN), der modtager parabolantenner tilbage på Jorden.
Til denne flyvning vil seks cubesats blive samlet for at give den ekstra kapacitet, der kræves til rejsen til Mars og for at udføre deres kommunikationsopgave.
Den seks enheds MarCO CubeSat har en stuvet størrelse på ca. 14,4 inches (36,6 centimeter) med 9,5 inches (24,3 centimeter) med 4,6 inches (11,8 centimeter) og vejer 14 kg.
De solcelledrevne prober er udstyret med UHF og X-bånd kommunikationsudstyr samt fremdrift, vejledning og mere.
De samlede omkostninger til at designe, bygge, lancere og betjene MarCO-A og MarCO-B er cirka $ 13 millioner, fortæller en talsperson fra NASA til Space Magazine.
InSight og MarCO forventes at sprænge sammen den 4. marts 2016 oven på en United Launch Alliance Atlas V-raket fra Vandenberg Air Force Base, Californien.
Efter lanceringen vil begge MarCO CubeSats adskille sig fra Atlas V booster og rejse langs deres egne baner til den røde planet.
”MarCO vil flyve uafhængigt til Mars,” siger Green.
De navigeres uafhængigt af InSight. De vil alle nå Mars på omtrent samme tid for InSights landing planlagt 28. september 2016.
MarCOs to solcellepaneler og to radioantenner springer ud efter at de er frigivet fra Atlas-boosteren. Den høje gevinst, X-båndantennen er en fladskærm, der er konstrueret til at dirigere radiobølger, som en parabolisk opvaskeantenne gør, ”ifølge en NASA-beskrivelse.
Softballstørrelsen "leverer både UHF (kun modtagelse) og X-bånd (modtag og overfør) funktioner, der er i stand til straks at videresende information modtaget over UHF."
I løbet af EDL vil InSight overføre landingsdata via UHF-radio til MarCO-cubesats, der sejler forbi Mars samt til NASAs Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) skyhøje overhead.
MarCO hjælper InSight ved at modtage landerinformationen transmitteret i UHF-radiobåndet og derefter straks videresende EDL-information til Jorden ved hjælp af X-båndradioen. I modsætning hertil kan MRO ikke samtidig modtage information over et bånd, mens det transmitteres på et andet, hvilket forsinker bekræftelsen af en vellykket landing muligvis med en time eller mere.
"I sidste ende, hvis MarCO-demonstrationsmissionen lykkes, kan det muliggøre en" bring-your-own "kommunikationsrelæ-mulighed til brug ved fremtidige Mars-missioner i de kritiske få minutter mellem Martians atmosfærisk indrejse og touchdown," siger NASA-embedsmænd.
Det er også meget gavnligt og kritisk for fremtiden for fremtidige missioner at have en strøm af data, der følger efter fremskridt med tidligere missioner, så lektioner kan læres og anvendes uanset resultatet.
"Ved at verificere CubeSats er en bæredygtig teknologi til interplanetære missioner, og det er muligt på en kort udviklingstidslinje, kunne denne teknologidemonstration føre til mange andre applikationer til at udforske og studere vores solsystem," siger NASA.
InSight vil smadre ind i den Martiske atmosfære med høje hastigheder på ca. 13.000 km / h i september 2016 og derefter retardere inden for få minutter til landing via et varmeskjold, retro raket og faldskærmsassisteret nedslip på sletterne i fladtliggende terræn ved "Elysium Planitia, ”Nogle fire grader nord for Mars 'ækvator og lidt nord for Curiosity rover.
Som jeg for nylig har rapporteret her, er InSight nu blevet samlet i sin flykonfiguration og påbegyndt en omfattende serie af strenge miljøstresstest, der vil bane vejen for lancering i 2016 på en mission for at låse gåderne fra den Martiske kerne.
Nedtællingsuret tikker nådesløst mod liftoff på mindre end ni måneder i marts 2016.
Følg med her for Ken's fortsatte jord- og planetariske videnskaber og menneskelige rumfartnyheder.
