АТС-6 - ATS-6

АТС-6
	Спутник АТС-6.
Тип миссии	Коммуникационные; технологии
Оператор	НАСА
COSPAR ID	1974-039A
SATCAT нет.	07318
Продолжительность миссии	5 лет
Свойства космического корабля
Автобус	Автобус АТС-6
Производитель	Fairchild Самолет
Стартовая масса	930,0 кг (2050,3 фунта)
Власть	645 Вт
Начало миссии
Дата запуска	30 мая 1974 г., 23:37:00 UTC
Ракета	Титан-3 (23) С
Запустить сайт	Мыс Канаверал LC-40
Конец миссии
Деактивировано	30 июня 1979 г.
Параметры орбиты
Справочная система	Геоцентрический
Режим	GSO
Большая полуось	41691,1 км (25 905,6 миль)
Высота перигея	35 184 км (21 862 миль)
Высота апогея	35 444 км (22024 миль)
Наклон	13,1º
Период	1412 минут

АТС-6 во время радиочастотных испытаний.

ATS-6 ( Applications Technology Satellite-6 ) был экспериментальным спутником НАСА , созданным Fairchild Space and Electronics Division. Он был назван первым в мире образовательным спутником, а также первым в мире экспериментальным спутником прямого вещания в рамках эксперимента по спутниковому учебному телевидению между НАСА и Индийская организация космических исследований (ISRO). Он был запущен 30 мая 1974 года и выведен из эксплуатации в июле 1979 года. На момент запуска это был самый мощный телекоммуникационный спутник на орбите. В ATS-6 было проведено не менее 23 различных экспериментов и сделано несколько прорывов. Это был первый трехосный стабилизированный космический аппарат на геостационарной орбите . Кроме того, он был первым, кто успешно экспериментально применил электрическую тягу на геостационарной орбите. Он также провел несколько экспериментов по физике элементарных частиц , включая первый детектор тяжелых ионов на геостационарной орбите.

В течение пяти лет своего существования ATS-6 передавала программы подключения в различные страны, включая Индию , США и другие регионы. Автомобиль также проводил испытания управления воздушным движением , использовался для отработки спутниковых методов поиска и спасания, имел экспериментальный радиометр, который впоследствии использовался в качестве стандартного прибора на борту метеорологических спутников, и был первым в области прямого телевещания.

ATS-6 был предшественником многих технологий, которые до сих пор используются на геостационарных космических аппаратах: большая развертываемая антенна, трехосное управление ориентацией с возможностью поворота, наведение антенны через радиочастотное зондирование, электрическая тяга, метеорологический радиометр на геостационарной орбите и прямое домашнее вещание. . Также возможно, что ATS-6 был предшественником больших спутников ELINT, таких как Mentor .

Запуск

Запуск АТС-6

ATS-6 был запущен 30 мая 1974 года ракетой - носителем Titan III-C . Космический аппарат был выведен непосредственно на геостационарную орбиту . Это снизило потребность в топливе на борту до менее 40 кг (для общей массы при запуске почти 1400 кг). Благодаря высокоточному выводу на орбиту количество топлива, необходимого для окончательного позиционирования, снизилось до 9 кг. Это позволило продлить срок службы с 2 до 5 лет, даже с учетом преждевременного отказа подсистемы электродвигателя (потребность в топливе для поддержания станции составляет около 1,6 кг / год).

ATS-6 в Лаборатории моделирования космической среды Космического центра Джонсона (АО) во время испытаний на развертывание антенны

Конструкция, подсистема питания и антенна

Одним из основных нововведений ATS-6 стала развертываемая в полете антенна диаметром более 9 м. Отражатель антенны во время запуска был свернут под обтекатель ракеты-носителя и был развернут на орбите как зонтик. Отражатель антенны состоял из 48 алюминиевых ребер, поддерживающих металлизированную сетку из дакрона . Фидеры антенны (в диапазонах C, S, L, UHF и VHF) были размещены на корпусе космического корабля, обращены к отражателю антенны, и связаны с антенной и мачтами солнечных панелей с помощью фермы из армированного углеродным волокном пластика ( CFRP ). Солнечные панели были жестко закреплены на двух раскладывающихся мачтах. Они имели форму полуцилиндра, что обеспечивало относительно постоянную мощность (595 Вт в начале срока службы). Электроэнергия во время затмений обеспечивалась двумя никель-кадмиевыми батареями емкостью 15 А · ч, питающими регулируемую шину на 30,5 В. Размеры спутника на орбите составляли 15,8 м в ширину на 8,2 м в высоту.

Эта разворачиваемая антенная парабола была спроектирована и разработана Lockheed Missiles and Space Company (LMSC), ныне Lockheed Martin, по субподряду с Fairchild Aerospace после нескольких лет небольших исследовательских контрактов с LMSC. Программным менеджером в LMSC был GKC (Колин) Кэмпбелл. Развертывание рефлектора было инициировано пиротехническими резаками SQUIB. Время развертывания составляло порядка 2,5 секунд, создавая 2500 футо-фунтов крутящего момента на стыке космического корабля. Поверхность отражателя рассчитана на оптимальную работу на частотах S-диапазона. При старте он весил 182 фунта и помещался в тороидальный объем (в форме пончика) примерно 6 футов в диаметре и 10 дюймов в толщину. Были изготовлены три модели: СТМ или структурная испытательная модель, отражатель F и отражатель G. STM был уничтожен Fairchild вскоре после завершения программы, и модель F была запущена вместе с космическим кораблем в 1972 году. Модель G простояла без защиты на стоянке Фарчилд в течение нескольких лет, прежде чем была передана в дар Смитсоновскому институту. Билл Уэйд, помощник руководителя программы и менеджер по тестированию программы, оказал поддержку Смитсоновскому институту в реставрации, предоставив полный набор чертежей и спецификаций, а также посетил предприятие в Сильвер-Хилле, чтобы дать техническое руководство.

На момент запуска это была самая большая параболическая поверхность, выведенная на орбиту.

Трехосная стабилизация

ATS-6 был первым геостационарным спутником с трехосной стабилизацией и наведением. Эта подсистема была способна обеспечивать высокоточное наведение (лучше 0,1 ° с помощью инерциальных единиц измерения, до 0,002 ° с помощью радиочастотного интерферометра. ). Кроме того, спутник мог следовать за спутниками на низкой околоземной орбите посредством поворота, отслеживая спутник на низкой околоземной орбите с помощью радиочастотного зондирования в S-диапазоне. Система также могла выполнять орбитографию отслеживаемого спутника и являлась предшественником операционной системы TDRSS . Эта высокоразвитая (для того времени) подсистема наведения использовала датчики Земли и Солнца, звездный трекер, указывающий на полярную звезду, Полярную звезду и три инерциальных датчика. Измерения датчика подавались на два цифровых компьютера (штатный и резервный), а также на резервный аналоговый компьютер . Также можно было ориентировать спутник с помощью радиочастотных датчиков. Приводы представляли собой три импульсных колеса и двигатели на горячем газе (гидразин-монотопливо). Одно из импульсных колес вышло из строя в июле 1975 года, поэтому была разработана альтернативная схема, позволяющая удерживать неподвижную позицию с двумя оставшимися колесами и подруливающими устройствами.

Электродвигатель

АТС-6 был оборудован двумя электрическими двигателями, работающими на ускорении ионов цезия, которые предполагалось использовать для содержания станции Север-Юг. Развитие этой подсистемы последовало за предыдущими неудачными попытками на предыдущем космическом корабле ATS. Каждый из двигателей имел массу 16 кг, потреблял 150 Вт электроэнергии и создавал тягу 4 мН с удельным импульсом 2500 с. Запаса цезия на борту хватило бы на 4400 часов тяги. К сожалению, оба двигателя вышли из строя преждевременно: один через 1 час работы, второй через 95 часов. Тем не менее, некоторые из целей экспериментов могут быть выполнены, например, измерение эффективной тяги, отсутствие каких-либо помех для радиочастотной полезной нагрузки (от 150 МГц до 6 ГГц), отсутствие повторного осаждения цезия на критических частях полезной нагрузки. (например, радиометр), и правильная нейтрализация космического корабля по сравнению с окружающей средой.

Полезная нагрузка

Радиометр

Радиометр был на борту АТС-6, установленный на земной стороне панели. Этот инструмент имел (на то время) очень высокое разрешение. Он работал на двух каналах: инфракрасном (от 10,5 до 12,5 мкм) и в видимом свете (от 0,55 до 0,75 мкм). Изображения, полученные с помощью радиометра, покрывали весь земной диск с разрешением 1200 строк по 2400 пикселей в каждой (11 км квадратных пикселей в инфракрасном диапазоне и 5,5 км квадратных в видимом свете). ИК-детектор пассивно охлаждали до 115К, а детектор видимого света поддерживали на 300К. Полное изображение земного диска передавалось на землю каждые 25 минут. Было сделано и передано несколько сотен изображений, пока через два с половиной месяца после запуска не вышел из строя механический компонент радиометра.

Телекоммуникационные эксперименты

Зона, охваченная экспериментом САЙТ

Основная задача ATS-6 заключалась в демонстрации возможности прямого телевещания на дом ( DTH ). С этой целью, в дополнение к антенне с высоким коэффициентом усиления, полезная нагрузка космического корабля могла принимать в любом из диапазонов VHF, C, S и L, а также передавать в диапазоне S (2 ГГц) через 20-Вт твердотельный передатчик в L-диапазоне (1650 МГц) на 40 Вт , в УВЧ (860 МГц) на 80 Вт (который использовался для эксперимента по спутниковому учебному телевидению (САЙТ)) и с передатчиком на основе TWTA мощностью 20 Вт в C -диапазон (4 ГГц). Антенна создавала два пятна на Земле по 400 000 км² каждое, в которых телепередачи могли приниматься с помощью антенн диаметром 3 метра. Эта полезная нагрузка была впервые использована в Соединенных Штатах для экспериментов по телеобразованию и телемедицине с августа 1974 по май 1975 года в рамках эксперимента HET, или эксперимента « Здоровье, образование, телекоммуникации», разработанного совместно НАСА и Министерством здравоохранения и образования США. , & Благосостояние (ныне DHHS ). Затем космический корабль был перемещен по геостационарной дуге от 94 ° з.д. до 35 ° в.д. в сотрудничестве с Индийским космическим агентством ( ISRO ), которое разместило в Индии более 2500 наземных станций приема. Перемещение спутника с 94 градусов западной долготы на 35 градусов восточной долготы на расстояние 12800 км было совершено с наземной станции в Росмане, штат Северная Каролина. Это перемещение повлекло за собой два выстрела ракетой бортового ракетного двигателя. Второй ожог продолжительностью 5 часов 37 минут 17 секунд. Самый продолжительный ожог, который когда-либо производила химическая ракета в космосе в то время. Была запущена программа телеобразования - Эксперимент по спутниковому учебному телевидению или САЙТ - и продлилась она в течение одного года. Во время эксперимента приемная станция была предложена правительством Индии Артуру Кларку , проживавшему в Шри-Ланке . Этот эксперимент был очень успешным и побудил ISRO начать разработку оперативной программы с индийским космическим кораблем INSAT IB (запущен в 1983 году). После эксперимента SITE спутник был доставлен обратно в Соединенные Штаты и служил, в частности, в качестве ретранслятора данных и спутника слежения для низкоорбитальных космических кораблей, таких как Nimbus 6 , и для полета Apollo-Soyuz .

Эксперименты по физике элементарных частиц

На борту АТС-6 было проведено несколько экспериментов по физике элементарных частиц. Наиболее значимые измеренные протоны низкой энергии (от 25 кэВ до 3,6 МэВ), а также зарегистрированные тяжелые ионы (до 6 МэВ). Этот последний эксперимент позволил зарегистрировать первые тяжелые ионы (Z> 6) с энергией E> 4 МэВ на геостационарной орбите.

Эксперименты по распространению

Наконец, на ATS-6 было установлено несколько радиомаяков , которые позволяли измерять характеристики распространения электромагнитного излучения в атмосфере на частотах 13, 18, 20 и 30 ГГц.

Вывод из эксплуатации

К 30 июня 1979 года из четырех управляющих двигателей станции ATS-6 только одна работала и показывала признаки ненадежности. Этот двигатель был использован для вывода ATS-6 с геостационарной орбиты на орбиту на несколько сотен километров выше. Это должно было освободить геостационарный слот для следующего спутника.

Languages

In other projects

АТС-6 - ATS-6

СОДЕРЖАНИЕ