Programa canadiense de eXperimento avanzado del nanoespacio - Canadian Advanced Nanospace eXperiment Program
El programa Canadian Advanced Nanospace eXperiment (CanX) es un programa canadiense de nanosatélites CubeSat operado por el Instituto de Estudios Aeroespaciales de la Universidad de Toronto , Laboratorio de Vuelo Espacial (UTIAS / SFL). Los objetivos del programa son involucrar a los estudiantes graduados en el proceso de desarrollo de vuelos espaciales y proporcionar acceso de bajo costo al espacio para la investigación científica y la prueba de dispositivos a nanoescala. Los proyectos de CanX incluyen CanX-1, CanX-2, BRIght Target Explorer (BRITE) y CanX-4 & 5.
El programa CanX
El programa Canadian Advanced Nanospace eXperiment (CanX) es el primer programa canadiense de nanosatélites , y el único de su tipo en la actualidad. Es operado por profesores y estudiantes graduados del Instituto de Estudios Aeroespaciales de la Universidad de Toronto , Laboratorio de Vuelo Espacial (UTIAS / SFL). El programa fue establecido en 2001 por el Dr. Robert E. Zee, gerente de UTIAS / SFL, y se basa en el programa CubeSat iniciado por la Universidad de Stanford y la Universidad Estatal Politécnica de California . Sus proyectos incluyen CanX-1, CanX-2, CanX-3 (BRITE) y CanX-4 & 5.
Los objetivos del programa son involucrar a los estudiantes graduados en el proceso de desarrollo de naves espaciales y proporcionar acceso al espacio a un costo relativamente bajo para la investigación científica y la prueba de dispositivos a nanoescala en el espacio orbital. En marzo de 2009, CanX-2 completó su primer año en órbita.
CanX-1
El Canadian Advanced Nanospace eXperiment 1 ( CanX-1 , COSPAR 2003-031H) es el primer nanosatélite de Canadá y un CubeSat de una unidad . ; tiene una masa de menos de 1 kg, cabe en un cubo de 10 cm y funciona con menos de 2 vatios.
CanX-1 se completó en 22 meses y fue lanzado, junto con el telescopio de Microvariabilidad y Oscilaciones de STars , el 30 de junio de 2003 a las 14:15 UTC por Eurockot Launch Services de Plesetsk , Rusia . Perdió contacto con la Tierra después del lanzamiento.
Modos de operación
Los modos de funcionamiento de CanX-1 son:
- Retención segura / Dormir
- Detumbling / Torquing
- Carga útil activa
En cada modo, el OBC siempre recopila datos de telemetría de los sensores de temperatura, voltaje y corriente presentes en cada panel solar y placa de circuito interior. 2
Agarre seguro
En el modo Safe-Hold, el OBC mantiene una potencia mínima y la radio está en modo de recepción. Si hay suficiente energía disponible, la radio transmitirá un pulso de baliza un poco menos de una vez por minuto. Todas las cargas útiles, los pares magnéticos y el magnetómetro están apagados. CanX-1 cambia al modo de espera segura en cualquier situación de emergencia, y permanece en este modo hasta que se le indique que reanude las operaciones normales después de que se implementen las correcciones necesarias. El operador de tierra también puede colocarlo en modo de espera segura siempre que no esté realizando ninguna misión o experimento durante un largo período de tiempo.
Detumbling / Torquing
CanX-1 solo cambia al modo de destornillado / torsión cuando se le indica que lo haga. Sirve para reducir la velocidad de volteo del nanosatélite para que las imágenes tomadas no se vean borrosas como resultado del movimiento de CanX-1. Este modo también se puede utilizar para aumentar la velocidad de giro de CanX-1 para que las imágenes se puedan tomar en múltiples direcciones sin grandes retrasos. Utiliza la potencia máxima cuando los tres pares magnéticos y el magnetómetro están encendidos simultáneamente, y todas las cargas útiles están apagadas porque es posible que no haya suficiente energía disponible.
Carga útil activa
Payload Active es el modo de funcionamiento normal de CanX-1. El picosatélite cambia a este modo siempre que se le indica que lo haga. Mientras está en modo activo de carga útil, todas las cargas útiles se encienden y CanX-1 transmite un pulso de baliza cada minuto hasta que se le indica que envíe toda la telemetría e imágenes recopiladas a los operadores terrestres.
Cargas útiles y subsistemas experimentales
La misión CanX-1 estaba destinada a demostrar una nave espacial de alta capacidad e incorpora una serie de cargas útiles y subsistemas experimentales. 1 Estos incluyen:
- Generadores de imágenes CMOS de Agilent
- Sistema de control de actitud magnético activo (ACS)
- Receptor GPS
- Computadora de a bordo basada en ARM7 (OBC)
Generadores de imágenes CMOS
La carga útil del generador de imágenes a bordo de CanX-1 consta de dos generadores de imágenes CMOS de Agilent. El generador de imágenes en color junto con una lente gran angular se diseñó principalmente para tomar fotografías de la Tierra, y el generador de imágenes monocromático junto con una lente de ángulo estrecho fue para probar la viabilidad de tomar imágenes de estrellas, luna y horizonte que luego podrían ser utilizado para la determinación y el control de la actitud.
Sistema de control de actitud magnético activo
CanX-1 tenía un magnetómetro COTS junto con tres sistemas de bobinas magnetorquer construidos a medida como parte del sistema de control de actitud magnética activa (ACS). El ACS magnético sirve para detonar el satélite para asegurar que las imágenes tomadas por CanX-1 no se vean borrosas debido a la rotación del picosatélite. Además, CanX-1 estaba programado para realizar un apuntado grueso activo.
Receptor GPS
Un receptor GPS comercial disponible en el mercado (COTS) también estaba a bordo del CanX-1. Conectado a dos antenas para una cobertura omnidireccional, el picosatélite estaba destinado a probar la funcionalidad del receptor GPS en el espacio a fin de determinar si el receptor podría usarse para ayudar a determinar la posición orbital de CanX-1.
Computadora de a bordo basada en ARMS7
CanX-1 se lanzó con una computadora a bordo (OBC) de diseño personalizado basada en el núcleo ARM7 de bajo consumo, que funciona hasta en 40 MHz. La funcionalidad de este OBC debía supervisarse durante toda la vida útil de CanX-1.
CanX-2
La misión del nanosatélite CanX-2, que pesa 3,5 kilogramos, es evaluar las nuevas tecnologías que se utilizarán en la misión de dos satélites CanX-4 / CanX-5 en 2009 para demostrar el vuelo en formación controlado en el espacio. Se espera que esta tecnología de vuelo en formación permita misiones más grandes para la observación de la Tierra de alta resolución y la obtención de imágenes interferométricas que también se pueden utilizar para la astronomía espacial. Las tecnologías que se probarán en el nanosatélite CanX-2 incluyen:
- Un nuevo sistema de propulsión
- Radios personalizadas
- Sensores y actuadores de actitud
- Un receptor GPS comercial
- Un espectrómetro infrarrojo de punta nadir para el control de la contaminación (Argus)
Además de evaluar estas tecnologías, el satélite también realizará experimentos para otros investigadores universitarios de Canadá. Estos experimentos incluyen un experimento de occulación de radio GPS para caracterizar la atmósfera superior, un espectrómetro atmosférico para medir gases de efecto invernadero (Argus) desarrollado por la Universidad de York y un experimento de comunicaciones en red. También llevará a cabo varios experimentos con materiales espaciales.
CanX-2 fue lanzado el 28 de abril de 2008 desde el Centro Espacial Satish Dhawan (SHAR) como parte del grupo de satélites NLS-4 , a bordo del Vehículo de Lanzamiento de Satélites Polar (PSLV) C-9.
Según el fabricante de la rueda de reacción utilizada en CanX-2, "la rueda se ha encendido y ha girado [y] funciona correctamente en órbita".
CanX-3
CanX-3, también conocido como BRIght Target Explorer ( BRITE ), es un nanosatélite planeado para realizar observaciones fotométricas de algunas de las estrellas más brillantes del cielo con el fin de examinar su variabilidad. Estas observaciones deberían ser unas diez veces más precisas que cualquier observación desde tierra.
Los satélites son un cubo de 20 cm que utiliza una serie de tecnologías calificadas en CanX-2.
Se ha completado un diseño preliminar para BRITE con el apoyo de ETech, y los componentes que se integrarán en el nanosatélite se están evaluando actualmente en UTIAS / SFL.
CanX-4 y 5
CanX-4 y 5 son un par de dos satélites que se utilizarán para demostrar el vuelo en formación utilizando tecnología de escala de nanosatélites. Estos dos satélites se lanzarán juntos, se pondrán en servicio juntos y luego se separarán en órbita. Las formaciones que se examinarán incluyen: una circulación de una nave espacial por la otra (denominada órbita circular proyectada), una órbita donde un satélite sigue al otro (denominada órbita a lo largo de la trayectoria) y una maniobra para pasar de la circular proyectada a a lo largo de la formación de la pista.
El lanzamiento de CanX-4 & 5 tuvo lugar el 30 de junio de 2014 en el vehículo de lanzamiento del satélite polar indio (PSLV).
CanX-6
Ver también
Referencias