ATS-6 - ATS-6

ATS-6
	Satelit ATS-6.
Tipul misiunii	; Tehnologia comunicațiilor
Operator	NASA
ID COSPAR	1974-039A
SATCAT nr.	07318
Durata misiunii	5 ani
Proprietăți ale navei spațiale
Autobuz	Autobuz ATS-6
Producător	Fairchild Aircraft
Lansați masa	930,0 kilograme (2,050,3 lb)
Putere	645 W
Începutul misiunii
Data lansării	30 mai 1974, 23:37:00 UTC
Racheta	Titan-3 (23) C
Lansați site-ul	Cape Canaveral LC-40
Sfârșitul misiunii
Dezactivat	30 iunie 1979
Parametrii orbitali
Sistem de referință	Geocentric
Regim	OSG
Axa semi-majoră	41.691,1 kilometri (25.905,6 mi)
Altitudine perigee	35.184 kilometri (21.862 mi)
Altitudine apogee	35.444 kilometri (22.024 mi)
Înclinare	13,1º
Perioadă	1.412 minute

ATS-6 în timpul testelor de frecvență radio.

ATS-6 ( Applications Technology Satellite-6 ) a fost un satelit experimental NASA , construit de Divizia Spațială și Electronică Fairchild. A fost numit primul satelit educațional din lume, precum și primul satelit experimental de difuzare directă din lume ca parte a experimentului de televiziune instructivă prin satelit dintre NASA și Organizația Indiană de Cercetare Spațială (ISRO). A fost lansat pe 30 mai 1974 și dezafectat în iulie 1979. La momentul lansării, acesta era cel mai puternic satelit de telecomunicații pe orbită. ATS-6 a efectuat nu mai puțin de 23 de experimente diferite și a introdus mai multe descoperiri. A fost primul 3 axe spațiale stabilizate în orbita geostaționară . A fost, de asemenea, primul care a folosit experimental, cu un anumit succes, propulsia electrică pe orbita geostaționară. De asemenea, a efectuat mai multe experimente de fizică a particulelor , inclusiv primul detector de ioni grei pe orbita geostaționară.

Pe parcursul celor cinci ani de viață, ATS-6 a transmis programarea conexiunii în diferite țări, inclusiv India , Statele Unite și alte regiuni. Vehiculul a efectuat, de asemenea , teste de control al traficului aerian , a fost folosit pentru a practica tehnici de căutare și salvare asistate prin satelit, a purtat un radiometru experimental transportat ulterior ca instrument standard la bordul sateliților meteo și a fost pionierul televiziunii directe.

ATS-6 a fost un precursor al multor tehnologii încă folosite astăzi pe navele spațiale geostaționare: antenă mare de desfășurare, control al atitudinii pe 3 axe cu posibilități de rotație, antenă orientată prin detectare RF, propulsie electrică, radiometru meteorologic pe orbită geostaționară și transmisie directă la domiciliu . De asemenea, este posibil ca ATS-6 să fi fost un precursor al sateliților mari ELINT, cum ar fi Mentor .

Lansa

Lansare ATS-6

ATS-6 a fost lansat pe 30 mai 1974, de un vehicul de lansare Titan III-C . Nava spațială a fost introdusă direct în orbita geosincronă . Acest lucru a redus necesarul de combustibil la bord la mai puțin de 40 kg (pentru o masă totală la lansare de aproape 1400 kg). Inserția orbită extrem de precisă a redus și mai mult cantitatea de combustibil necesară pentru poziționarea finală la 9 kg. Acest lucru a permis o prelungire a duratei de viață de la 2 ani inițiali la 5 ani, reprezentând chiar și defectarea prematură a subsistemului de propulsie electrică (necesarul de combustibil pentru menținerea stației fiind de aproximativ 1,6 kg / an).

ATS-6 în interiorul laboratorului de simulare a mediului spațial de la Johnson Space Center (JSC) în timpul testelor de desfășurare a antenei

Structura, subsistemul de alimentare și antena

Una dintre inovațiile majore ale ATS-6 a fost o antenă desfășurabilă în zbor, cu un diametru de peste 9 m. Reflectorul antenei a fost înfășurat în timpul lansării sub carenajul vehiculului de lansare și a fost desfășurat pe orbită la fel ca o umbrelă. Reflectorul antenei a fost construit din 48 de nervuri din aluminiu, susținând o plasă metalizată Dacron . Alimentările antenei (în benzile C, S, L, UHF și VHF) au fost plasate pe corpul navei spațiale, orientate către reflectorul antenei și legate de antenă și catargele panourilor solare printr-o structură din plastic armat cu fibră de carbon ( CFRP ). Panourile solare erau montate rigid pe două catarge desfășurate. Aveau formă semicilindrică, oferind astfel o putere relativ constantă (începutul vieții de 595 W). Puterea electrică a fost furnizată în timpul eclipselor de două baterii de nichel cadmiu cu capacitate de 15-A · h, alimentând un autobuz de 30,5 V reglat. Dimensiunile satelitului pe orbită au fost de 15,8 m lățime cu 8,2 m înălțime.

Această parabolă de antenă desfășurabilă a fost proiectată și dezvoltată de Lockheed Missiles and Space Company (LMSC), acum Lockheed Martin, subcontractată către Fairchild Aerospace, după câțiva ani de mici contracte de studiu la LMSC. Managerul de programe de la LMSC a fost GKC (Colin) Campbell. Desfășurarea reflectorului a fost inițiată de tăietoare de cablu SQUIB acționate pirotehnic. Timpul de desfășurare a fost de ordinul a 2,5 secunde, producând un cuplu de 2500 Ft Lbs la interfața navei spațiale. Suprafața reflectorului a fost proiectată pentru o funcționare optimă la frecvențe S-Band. A cântărit 182 kg la lansare și s-a depozitat într-un volum toroidal (în formă de gogoașă) de aproximativ 6 picioare în diametru și 10 inci grosime. Au fost fabricate trei modele, STM sau modelul de testare structurală, reflectorul F și reflectorul G. STM a fost distrus de Fairchild la scurt timp după terminarea programului, iar modelul F a fost lansat odată cu nava spațială în 1972. Modelul G a rămas neprotejat în parcarea Farchild câțiva ani înainte de a fi donat Smithsonianului. Bill Wade, asistentul managerului de program și managerul de testare al programului, a sprijinit Smithsonian în restaurare, oferind un set complet de desene și specificații și a vizitat instalația Silver Hill pentru a oferi îndrumări tehnice.

La momentul lansării, aceasta era cea mai mare suprafață parabolică lansată pe orbită.

Stabilizare pe trei axe

ATS-6 a fost primul satelit geostaționar cu stabilizare și orientare pe trei axe. Acest subsistem a fost capabil de o indicare extrem de precisă (mai bună de 0,1 ° prin unitățile de măsurare inerțiale, până la 0,002 ° prin utilizarea unui interferometru cu frecvență radio. ). Mai mult, satelitul a reușit să urmărească sateliții de orbită terestră joasă prin rotire, urmărind satelitul de orbită terestră joasă printr-o detectare RF în bandă S. Sistemul a fost, de asemenea, capabil să efectueze orbitografia satelitului urmărit și a fost un precursor al sistemului operațional TDRSS . Acest subsistem extrem de avansat (deocamdată) a folosit senzori de pământ și soare, un tracker de stele a arătat spre steaua polară, Polaris și trei senzori inerțiali. Măsurătorile senzorului au fost alimentate către două computere digitale (nominale și redundante), precum și către un computer analog de rezervă . De asemenea, a fost posibil să se orienteze satelitul folosind senzori de radiofrecvență. Actuatoarele erau trei roți de impuls și propulsoare cu gaz fierbinte (hidrazină mono-propulsor). Una dintre roțile de impuls care a eșuat în iulie 1975, a fost dezvoltată o schemă alternativă, care permite menținerea stației cu cele două roți și propulsoare rămase.

Propulsie electrică

ATS-6 a fost echipat cu două propulsoare electrice bazate pe accelerația ionilor de cesiu, care urmau să fie folosite pentru păstrarea stației Nord-Sud. Această dezvoltare a subsistemului a urmat încercărilor eșuate anterioare pe nava spațială ATS anterioară. Fiecare dintre propulsoare avea o masă de 16 kg, folosea 150 W putere electrică și producea un impuls de 4 mN, cu un impuls specific de 2500s. Aprovizionarea la bord cu cesiu ar fi fost suficientă pentru 4400 de ore de împingere. Din păcate, ambele propulsoare au eșuat prematur, una după 1 oră de funcționare, una după 95 de ore. Cu toate acestea, unele dintre obiectivele experimentelor ar putea fi îndeplinite, cum ar fi măsurarea forței efective, absența oricărei interferențe cu sarcinile utile de frecvență radio (de la 150 MHz la 6 GHz), fără redepunere de cesiu pe părțile critice ale sarcinii utile (cum ar fi radiometrul) și neutralizarea corectă a navei spațiale față de mediul său.

Încărcătură utilă

Radiometru

Un radiometru era la bordul ATS-6, montat pe panoul orientat spre pământ. Acest instrument avea (pentru vremea respectivă) o rezoluție foarte înaltă. A funcționat pe două canale: infraroșu (10,5 până la 12,5 µm) și lumină vizibilă (0,55 până la 0,75 µm). Imaginile realizate cu radiometrul acopereau întregul disc de pământ, cu o rezoluție de 1.200 de linii de 2.400 pixeli fiecare (11 km pixel pătrat în infraroșu și 5,5 km pătrat în lumină vizibilă). Detectorul IR a fost răcit pasiv la 115K, iar detectorul de lumină vizibilă a fost menținut la 300K. O imagine completă a discului pământului a fost transmisă la sol la fiecare 25 de minute. Au fost realizate și transmise câteva sute de imagini, până când o componentă mecanică a radiometrului a eșuat, la două luni și jumătate de la lansare.

Experimente de telecomunicații

Zona acoperită de experimentul SITE

Misiunea principală a ATS-6 a fost de a demonstra fezabilitatea transmisiei de televiziune direct la domiciliu ( DTH ). În acest scop, pe lângă antena cu câștig ridicat, sarcina utilă a navei spațiale a fost capabilă să primească în oricare dintre benzile VHF, C, S și L și să transmită în banda S (2 GHz) printr-un 20-W transmițător în stare solidă, în bandă L (1650 MHz) la 40W, în UHF (860 MHz) la 80W (care a fost utilizat pentru experimentul de televiziune prin instrucțiuni prin satelit (SITE)) și cu un transmițător bazat pe TWTA de 20 W în C -banda (4 GHz). Antena a produs două spoturi pe pământ de 400.000 km² fiecare, în care difuzarea TV putea fi recepționată cu antene cu diametrul de 3 metri. Această sarcină utilă a fost folosită pentru prima dată în Statele Unite pentru experimentele de teleeducare și tele-medicină, din august 1974 până în mai 1975, ca parte a experimentului HET sau Health, Education, Telecommunications, dezvoltat în comun de NASA și Departamentul de Sănătate, Educație al SUA. , Și bunăstare (acum DHHS ). Nava spațială a fost apoi mutată peste arcul geo-staționar de la 94 ° V la 35 ° E, în colaborare cu Agenția Spațială Indiană ( ISRO ), care a desfășurat în India peste 2500 de stații terestre de recepție. Mutarea satelitului de la 94 grade vest la 35 grade est, o călătorie de 12800 km, a fost acționată de la stația de la Rosman din Carolina de Nord. Această mutare a implicat 2 arsuri de rachete ale motorului rachetei de la bord. A doua arsură durează 5 ore 37 minute și 17 secunde. Cea mai lungă arsură făcută vreodată de o rachetă chimică în spațiu în acel moment. A fost lansat un program de teleeducare - Experimentul de televiziune prin instruire prin satelit sau SITE - și se desfășoară timp de un an. În timpul experimentului, guvernul indian a oferit o stație de recepție lui Arthur C. Clarke , care locuia în Sri Lanka . Acest experiment a avut un mare succes și a încurajat ISRO să înceapă construirea unui program operațional, cu nava spațială indiană INSAT IB (lansată în 1983). După experimentul SITE, satelitul a fost readus peste Statele Unite și a servit în special ca releu de date și satelit de urmărire pentru nave spațiale pe orbită mică, cum ar fi Nimbus 6 , și pentru zborul Apollo-Soyuz .

Experimente de fizică a particulelor

Mai multe experimente de fizică a particulelor au fost la bordul ATS-6. Cei mai semnificativi protoni măsurați cu energie scăzută (de la 25 keV la 3,6 MeV), precum și ioni grei detectați (până la 6 MeV). Acest din urmă experiment a permis detectarea primilor ioni grei (Z> 6) cu o energie E> 4 MeV, pe orbita geostaționară.

Experimente de propagare

În cele din urmă, ATS-6 a lansat mai multe radio-balize , care au permis măsurarea proprietăților de propagare electromagnetică a atmosferei la 13, 18, 20 și 30 GHz.

Dezafectare

Până la 30 iunie 1979, doar unul dintre cele patru propulsoare de stație ATS-6 funcționa și dădea semne de fiabilitate. Acest propulsor a fost folosit pentru a muta ATS-6 din orbita geostaționară pe o orbită cu câteva sute de kilometri mai înaltă. Aceasta urma să elibereze slotul geostaționar pentru următorul satelit.

Languages

In other projects