Misje kosmiczne misja TD-1A

Jacek Goczkowski kierunek: Technologie Kosmiczne i Satelitarne PG/AMG/AMW

Misja TD-1A misja TD-1A Opis misji (12 III 1972 – 4 V 1974) Pierwszy satelita astronomiczny ESRO (ang. European Space Research Organisation, dziś ESA), jego nazwa pochodzi od rakiety nośnej USA Delta N (TD – Thor Delta)

Cele  Sfotografowanie całego nieba w zakresie ultrafioletu promieniowania X oraz promieniowania gamma  Monitorowanie ciężkich cząstek promieniowania  Zmierzenie promieniowania X oraz gamma pochodzącego ze Słońca

Liczby  6 miesięcy żywotności  473 kg z czego 120 kg zajmowały instrumenty badawcze  Wymiary satelity 0.9x1 m 2 m wysokości rakiety Delta

Delta:  Rodzina amerykańskich rakiet nośnych  Początki tego programu sięgają lat 60 XX wieku  Pierwsze rakiety Delta zostały zaprojektowane na bazie pocisku balistycznego PGM-17 Thor  PGM-17 Thor był pierwszym pociskiem balistycznym USA, jego zasięg miał obejmować Rosję (pierwsze bazy w Wielkiej Brytanii)  Czwartym z rzędu 2-stopniem rakiety Thor została Delta (czwarta litera Greckiego alfabetu)  Dłuższa nazwa „Thor-Delta” została w końcu wyparta przez krótszy odpowiednik „Delta”  Aktualnie rakiety Delta są jednymi z podstawowych rakiet przemysłu kosmicznego w USA  Do tej pory odnotowano ponad 300 startów tych rakiet z 95% skutecznością  Dziś używane są rakiety typu Delta II oraz IV  Rakiety Delta II niedługo zostaną wycofane z eksploatacji rakiety Delta misja TD-1A i rakieta Delta Start misji (11 III 1972) Satelita TD-1A został wyniesiony przez rakietę Delta N w konfiguracji 2 członowej

Przebieg misji  Do startu doszło 11 marca 1972 roku (w Europie 12 marca 1972 roku) czasu 01:55 GMT z bazy sił powietrznych USA w Vanderberg-u  TD-1A został wyniesiony na prawie kołową orbitę polarną zsynchronizowaną ze słońcem o apogeum w odległości 545 km od ziemi

John F. Kennedy misja TD-1A i rakieta Delta

Misja wyniesienia TD-1A na orbitę otrzymała nazwę Delta 88  Była przedsięwzięciem, w którym po raz pierwszy użyto uniwersalną strukturę kadłuba dla modułu Thor (ang. Universal Boat Tail)  UBT zapewniał wzmocnioną strukturę, wyposażoną w punkty mocowania dla dziewięciu silników  Pierwszy człon rakiety tworzył moduł „Long Tank Thor” (21.5 m długości, średnica około 2.5 m, silnik MB-3-3, 3 silniki pomocnicze boczne Castor 2)  Drugi człon rakiety stanowił moduł typu Delta E nazywany też deltą ze wzmocnionym ciągiem (ang. Thrust Augmented Improved Delta) misja TD-1A misja TD-1A

TD-1A elementy podsystemu Satelita ten był pierwszym, w którym tak funkcjonowania satelity na orbicie duży nacisk nałożono na badanie  Panele słoneczne (9360 krzemowych promieniowania ultrafioletowego płytek 2x2 cm) pochodzącego z gwiazd  Koła zamachowe  Do tego celu zbudowano specjalne  Dysze w 3 kierunkach (na zimny gaz, 11 kg teleskopy zapasu czynnika)  Pierwszy został użyty do skanu całego  Moduły kontroli położenia takie jak czujnik nieba w małym zakresie spektrum horyzontu i czujnik słońca promieniowania  Baterie niklowo-kadmowe  Drugi przeprowadzał pomiary  Antena nadawcza 0,3W 1700 bit/s promieniowania pojedynczych gwiazd w wysyłająca dane w czasie rzeczywistym, większym zakresie  Antena nadawcza pomocnicza 3W 30.6 kbit/s współpracująca z rejestratorami taśmowymi nadająca ich zawartość w pętli  Systemy związane z kontrolą zasilania (przemiennik częstotliwości, moduł PWM, jednostka kontroli zasilania, moduł wyboru zasilania i moduł hybrydowego zasilania) misja TD-1A

Zasada funkcjonowania:  Kontrolę położenia satelity i korekcję orbity przeprowadzano dzięki odczytom czujnika horyzontu oraz czujnika słońca przy zastosowaniu kół zamachowych oraz dysz gazowych

 Oś X satelity skierowana była zawsze w stronę słońca w celu uzyskania jak największej wydajności paneli słonecznych  Oś Z satelity była skierowana w przeciwnym kierunku niż Ziemia  W osi Z znajdowała się główna aparatura pomiarowa. misja TD-1A - eksperymenty

Instrument Pełna nazwa Jednostka wykonawcza University College London (Wielka Brytania) S2/68 spektrofotometryczny teleskop do badania nieba oraz Uniwersytet w Liège (Belgia) spektrometryczny teleskop ruchomy do śledzenia Instytut Astronomiczny Uniwersytetu w S59 gwiazd Utrechcie (Holandia)

Opis S2/68: Jego częścią składową był teleskop o rozpiętości 1.4 m przyłączony do spektrometru. Użyto go do zbadania absorpcji i radiacji pyłu gwiazdowego oraz stworzenia katalogu gwiazd w zakresie promieniowania ultrafioletowego. Jego zakres spektralny wynosił od 135 nm do 300 nm. Teleskop skupiał wiązkę fali elektromagnetycznej w zakresie ultrafioletu, wiązka trafiała do otworu wejściowego. Ten z kolei zasilał wiązką spektrofotometr umieszczony wewnątrz. Światło wpadające na szczelinę wejściową spektrofotometru odbijało się na jego siatce dyfrakcyjnej, następnie rozproszone światło przechodziło przez jedną z trzech szczelin by dotrzeć do poszczególnych foto- multiplekserów. Ruch orbitalny satelity powodował, że rozproszona wiązka trafiała do wszystkich szczelin wejściowych każdą swoją składową.

Opis S59: Zawierał spektrometr połączony z teleskopem Cassegrain-a o rozpiętości 0.26 m. Spektrometr posiadał rozdzielczość 0.18 nm. Badał on promieniowanie w zakresie ultrafioletu od 200 nm do 300 nm. Dzięki temu instrumentowi badawczemu zbadano około 200 gwiazd w zakresie UV oraz opublikowano w katalogu. misja TD-1A - eksperymenty

Instrument Pełna nazwa Jednostka wykonawcza dwa półprzewodnikowe detektory cząstek S67 Centrum Badań Jądrowych Saclay (Francja) Czerenkowa S77 detektor rentgenowski (licznik proporcjonalny) Centrum Badań Jądrowych Saclay (Francja)

Opis S67: Badania promieniowania kosmicznego na podstawie prędkości cząstek.

Opis S77: Składał się on z dwóch kolimatorów (przyrząd przetwarzający padające światło lub strumień cząstek w równoległą wiązkę) i licznika proporcjonalnego (gazowy detektor promieniowania jonizującego). Badał promieniowanie rentgenowskie o zakresie energii od 2 keV do 30 keV. Licznik proporcjonalny miał wymiary 100 cm2, po włączeniu eksperyment wskazywał niepoprawne odczyty. misja TD-1A - eksperymenty

Instrument Pełna nazwa Jednostka wykonawcza urządzenie do badania słonecznego S88 Uniwersytet w Mediolanie (Włochy) promieniowania gamma urządzenie monitorujące twarde promienie Astronomiczny Uniwersytetu w Utrechcie S100 rentgenowskie emitowane przez słońce (Holandia)

Opis S88: Mierzył promieniowanie gamma w zakresie od 50 MeV do 500 MeV. Składał się z scyntylatora (substancja emitująca światła pod wpływem promieniowania jonizującego) oraz fotopowielacza (rodzaj lampy próżniowej, detektor światła, stanowi rozwinięcie fotodiody próżniowej).

Opis S100: Do wykrywania twardego promieniowania rentgenowskiego (długość fali od 5 pm do 100 pm) wykorzystano licznik scyntylacyjny w połączeniu z komorą iskrową. Mierzył on promieniowanie w zakresie od 20 keV do 700 keV.

misja TD-1A - eksperymenty

Instrument Pełna nazwa Jednostka wykonawcza części składowe eksperymentu komory iskrowej Uniwersytet w Mediolanie (Włochy), Instytut S133, S131 pod nazwą MIMOSA (od nazwy rośliny tropikalnej Astrofizyki Maxa Plancka oraz Państwowy wyróżniającej się niezwykłą czułością na dotyk) Ośrodek Badań Kosmicznych (CNES, Francja)

Opis S133, S131: Eksperyment składał się z komory iskrowej oraz stereoskopowego systemu telewizyjnego. Mierzył on promieniowanie w zakresie od 70 MeV do 300 MeV. Stereoskopowy system telewizyjny monitorował stan komory w celu wykrycia cząstek promieniowania gamma. Działał on w okresie od marca do października 1972 roku. Pomimo technicznych zabezpieczeń powstało wiele problemów. Wykryto wiele źródeł promieniowania gamma jednak nie można było zidentyfikować ich źródeł punktowych co było istotnym elementem eksperymentu. misja TD-1A - problemy

Misja TD-1A przyniosła wiele komplikacji  Instrument S77 działał niepoprawnie zaraz po uruchomieniu  Przy budowie eksperymentu MIMOSA nie uwzględniono dodatkowych czynników technicznych i został on uznany za niekompletny - otrzymano tylko wyniki częściowe

 Głównym problemem okazała się wada systemu nagrywania danych na taśmy  Po dwóch miesiącach na orbicie rejestratory danych przestały działać  W celu skompletowania wszystkich danych należało odbierać je z sygnału transmitowanego w czasie rzeczywistym, aby tego dokonać zawiązano współpracę 40 światowych stacji naziemnych do odbioru sygnałów satelitarnych misja TD-1A - osiągnięcia Ogólny przebieg misji(lata: 1972-1974): Dzięki zaangażowaniu przy zbieraniu danych podczas awarii (koordynacja 40 światowych stacji odbioru) Opis  Pomiary linii widma promieniowania elektromagnetycznego w zakresie ultrafioletu wykazały też dynamikę atmosfery niektórych gwiazd  Znaczące postępy dokonano w identyfikacji pyłu międzygwiezdnego i jego rozkładu w Galaktyce

Liczby  Skompletowano aż 95% sfery niebieskiej  Skatalogowano i zbadano promieniowanie ponad 30000 gwiazd Misja TD-1A (04.05.1974) – koniec misji

. Misja miała zakończyć się w październiku 1972 roku, kiedy orbita satelity przesunęła się tak, że Ziemia powodowała błędy odczytu z czujników Słońca . Ze względu na dane utracone w wyniku awarii rejestratora i dobrego stanu zdrowia TD-1A podjęto decyzję o próbie manewru, dla którego satelita nie został zaprojektowany . Satelita został wprowadzony w ruch obrotowy wokół osi wskazującej słońce oraz hibernację . Odwrotna operacja zakończyła się sukcesem w lutym 1973 roku . Dzięki temu satelita dokonał korekcji orbity i nie uległ deorbitacji

Przebieg misji: . 70% pokrycia danych osiągnięto w drugim okresie skanowania od marca do października 1973 rok, był to najbardziej produktywny etap misji . W październiku 1973 roku znów zaczął działać jeden z rejestratorów . Wcześniejsza hibernacja odniosła sukces ponieważ do maja 1974 roku wszystkie instrumenty nadal poprawnie pracowały . Wtedy też stracono kontrolę nad podstawą satelity poprzez wyczerpanie zasilania pokładowego w postaci gazu . Na tym etapie misja została zakończona (04.05.1974 rok) . Do maja 1974 roku TD-1A osiągnął 2.5 pełnych skanów sfery niebieskiej , a misja została uznana za całkowity sukces misja TD-1A misja TD-1A

KONIEC

Jacek Goczkowski kierunek: Technologie Kosmiczne i Satelitarne PG/AMG/AMW

Misja TD-1A