ATS-6

ATS-6、アドバンストテックサテライト 6、ATS-F、PL-71A、07318
	ATS-6衛星 ATS-6衛星。
ミッションタイプ	通信; 技術
オペレーター	米航空宇宙局（NASA）
コスパーID	1974-039A
SATCAT番号	07318
ミッション期間	5年
宇宙船の特性
バス	ATS-6バス
メーカー	フェアチャイルド航空機
打ち上げ質量	930.0キログラム（2,050.3ポンド）
力	645ワット
ミッション開始
発売日	1974年5月30日 23:37:00 UTC
ロケット	タイタン-3(23)C (3C-27)
発射場	ケープカナベラル LC-40
ミッション終了
無効化	1979年6月30日
軌道パラメータ
参照システム	地球中心
政権	グローバル
半長軸	41,691.1 キロメートル (25,905.6 マイル)
近地点高度	35,184キロメートル（21,862マイル）
遠地点高度	35,444キロメートル（22,024マイル）
傾斜	13.1度
期間	1,412分
	アプリケーション技術衛星

ATS-6（アプリケーション技術衛星6）^[2]は、フェアチャイルド宇宙電子部門によって製造されたNASAの実験衛星でした^[3]^[4]NASAとインド宇宙研究機関（ISRO）間の衛星教育テレビ実験の一環として、世界初の教育衛星であると同時に世界初の実験的直接放送衛星と呼ばれています。1974年5月30日に打ち上げられ、1979年7月に退役しました。打ち上げ当時、軌道上で最も強力な通信衛星でした。^[5] ATS-6は23以上の異なる実験を実施し、いくつかのブレークスルーをもたらしました。静止軌道上での最初の3軸安定化宇宙船でした。また、静止軌道上で電気推進を実験的に使用し、ある程度成功した最初の宇宙船でもありました。

5 年間の運用期間中、ATS-6 はインド、米国、その他の地域を含むさまざまな国に接続番組を送信しました。また、この機体は航空管制試験を実施し、衛星支援による捜索救助技術の練習に使用され、その後気象衛星に標準装備される実験用放射計を搭載し、直接放送テレビの先駆者となりました。

ATS-6は、大型展開アンテナ、旋回機能付き3軸姿勢制御、RFセンシングによるアンテナ指向、電気推進、静止軌道上の気象放射計、家庭への直接放送など、現在も静止宇宙船で使用されている多くの技術の先駆けとなった。ATS-6は、メンターなどの大型ELINT衛星の先駆けであった可能性もある。

打ち上げ

ATS-6は、1974年5月30日にタイタンIII-C（3C-27）ロケットによって打ち上げられました。宇宙船は直接静止軌道に投入されました。これにより、搭載燃料要件が40キログラム（88ポンド）未満に削減されました（打ち上げ時の総質量は約1,400キログラム（3,100ポンド））。非常に正確な軌道投入により、最終的な位置決めに必要な燃料の量はさらに9キログラム（20ポンド）に削減されました。これにより、電気推進サブシステムの早期故障を考慮しても、当初の2年から5年に寿命を延ばすことができました（ステーションキーピングの燃料要件は年間約1.6キログラム（3.5ポンド/年）でした）。

構造、電源サブシステム、アンテナ

ATS-6 の大きな革新の 1 つは、直径 9 メートル (30 フィート) を超える飛行中の展開アンテナでした。アンテナ反射鏡は、打ち上げ時にロケットのフェアリングの下に巻き込まれ、軌道上で傘のように展開されました。アンテナ反射鏡は、金属化ダクロンメッシュを支える 48 本のアルミニウムリブで構築されていました。アンテナフィード ( C、S、L、UHF、VHFバンド) は、アンテナ反射鏡に面した宇宙船本体に配置され、炭素繊維強化プラスチック ( CFRP )トラスによってアンテナと太陽電池パネルマストに接続されていました。太陽電池パネルは、2 本の展開マストにしっかりと取り付けられていました。これらは半円筒形であるため、比較的一定の電力 (稼働開始時は 595 W) を供給していました。日食中の電力は、 15 A/h 容量の 2 つのニッケルカドミウムバッテリーによって供給され、安定化された 30.5 V バスに電力を供給していました。軌道上の衛星の寸法は、幅15.8メートル（52フィート）、高さ8.2メートル（27フィート）でした。

この展開式アンテナパラボラは、ロッキード・ミサイル・アンド・スペース・カンパニー（LMSC）（現ロッキード・マーティン）が、数年にわたる小規模な研究契約の後、フェアチャイルド・エアロスペースへの下請けとして設計・開発した。LMSCのプログラム・マネージャーはGKC（コリン）・キャンベルだった。反射鏡の展開は、火工品で操作されるSQUIBケーブル・カッターによって開始された。展開時間は約2.5秒で、宇宙船とのインターフェースで3,400ニュートンメートル（2,500ポンドフィート）のトルクを生じた。反射鏡の表面は、Sバンド周波数で最適に動作するように設計された。^[6]打ち上げ時の重量は83キログラム（182ポンド）で、直径約1.8メートル（6フィート）、厚さ250ミリメートル（10インチ）のドーナツ型容積に収納された。 3 つのモデルが製作されました。STM または構造テストモデル、F リフレクター、および G リフレクターです。STM はプログラム終了直後にフェアチャイルドによって破壊され、F モデルは 1972 年に宇宙船とともに打ち上げられました。G モデルは、スミソニアン博物館に寄贈されるまで、数年間、保護されていないままファーチャイルドの駐車場に置かれていました。^[要出典]プログラムのアシスタントプログラムマネージャー兼テストマネージャーであるビルウェイドは、図面と仕様一式を提供することでスミソニアン博物館の修復を支援し、シルバーヒル施設を訪れて技術指導を行いました。^[要出典]

打ち上げ当時、軌道上に打ち上げられた最大の放物面ロケットであった。^[要出典]

3軸安定化

ATS-6は、3軸安定化および指向機能を備えた最初の静止衛星である。^[7]このサブシステムは、高精度の指向が可能であった（慣性測定装置を介して0.1°未満、無線周波数干渉計を使用することで0.002°まで）。 ^[8]^{さらに、衛星は、SバンドRFセンシングを介して低}軌道衛星を追跡することにより、旋回によって低軌道衛星を追跡することができた。このシステムは、追跡された衛星の軌道測定も実行でき、運用システムTDRSSの前身であった。この非常に先進的な（当時としては）指向サブシステムは、地球センサーと太陽センサー、北極星であるポラリスを指すスタートラッカー、および3つの慣性センサーを使用していた。センサーの測定値は、2台のデジタルコンピューター（公称および冗長）とバックアップのアナログコンピューターに送信された。アクチュエータは、3 つの運動量ホイールと高温ガス (ヒドラジン一元推進剤) スラスタでした。1975 年 7 月に運動量ホイールの 1 つが故障したため、残りの 2 つのホイールとスラスタで軌道維持を可能にする代替方式が開発されました。

電気推進

ATS-6には、南北軌道維持に使用されるセシウムイオンの加速に基づく2つの電気スラスタが搭載されていました。 ^[10]このサブシステムの開発は、以前のATS宇宙船での失敗した試みに続くものでした。各スラスタの質量は16キログラム（35ポンド）、電力消費量は150ワットで、推力は4ニュートンメートル（3.0 lbf⋅ft）、比推力は2500秒でした。搭載されたセシウムの供給は、4400時間の推力に十分でした。残念ながら、両方のスラスタは、1つは動作1時間後、もう1つは95時間後に早期に故障しました。しかし、有効推力の測定、無線周波数ペイロード（150 MHz ～ 6 GHz）への干渉がないこと、ペイロードの重要な部分（放射計など）へのセシウムの再沈着がないこと、宇宙船と環境の適切な中和など、実験の目的のいくつかは達成できました。

ペイロード

放射計

ATS-6には地球に面したパネルに放射計が搭載されていた。 ^[11]この機器は（当時としては）非常に高解像度であった。赤外線（10.5～12.5μm）と可視光（0.55～0.75μm）の2つのチャンネルで動作した。放射計で撮影された画像は地球の円盤全体をカバーし、解像度は1,200ライン、各ラインは2,400ピクセルであった（赤外線では11キロメートル（6.8マイル）四方のピクセル、可視光では5.5キロメートル（3.4マイル）四方のピクセル）。赤外線検出器は115Kで受動的に冷却され、可視光検出器は300Kに維持された。地球の円盤の完全な画像は25分ごとに地上に送信された。数百枚の画像が撮影され、送信されたが、打ち上げから2か月半後に放射計の機械部品が故障した。

通信実験

ATS-6の主な任務は、家庭への直接放送（DTH）テレビ放送の実現可能性を実証することだった。^[12]この目的のため、高利得アンテナに加えて、宇宙船のペイロードは、VHF、C、S、Lバンドのいずれでも受信でき、20Wのソリッドステート送信機を介してSバンド（2GHz）、40WのLバンド（1650MHz）、80WのUHF（860MHz）（衛星教育テレビ実験（SITE）に使用）、および20WのTWTAベースの送信機を使用してCバンド（4GHz）で送信することができた。アンテナは地球上にそれぞれ40万平方キロメートル（15万平方マイル）のスポットを2つ生成し、そこでは直径3メートル（9.8フィート）のアンテナでテレビ放送を受信できた。このペイロードは、1974年8月から1975年5月まで、NASAと米国保健教育福祉省（現在のDHHS ）が共同で開発したHET（健康、教育、電気通信）実験の一環として、米国上で初めて遠隔教育および遠隔医療の実験に使用されました。その後、インド宇宙機関（ISRO）と共同で、西経94度から東経35度までの静止軌道上を移動しました。ISROは、インドに2,500を超える受信地上局を展開していました。西経94度から東経35度までの12,800キロメートル（8,000マイル）の旅程である衛星の移動は、ノースカロライナ州ロスマンの地上局から実行されました^[13] この移動には、搭載ロケットモーターの2回のロケット噴射が含まれました。当時、宇宙で化学ロケットが燃焼した中では最長であった。^[14]遠隔教育プログラム、衛星教育テレビ実験（SITE）^[15]が開始され、1年間実行された。実験中、インド政府はスリランカに住んでいたアーサー・C・クラークに受信局を提供した。この実験は大成功を収め、ISROがインドの宇宙船 INSAT IB （1983年打ち上げ）を使用して運用プログラムの構築を開始することを奨励した。SITE実験後、衛星は米国上空に持ち帰られ、ニンバス6などの低軌道宇宙船やアポロ・ソユーズ飛行のデータ中継および追跡衛星として特に機能した。

素粒子物理学実験

ATS-6ではいくつかの素粒子物理学実験が実施されました。最も重要なのは、低エネルギー陽子（25keVから3.6MeV）の測定と^[16] 、および重イオン（最大6MeV）の検出です。この後者の実験により、静止軌道上でエネルギーE> 4MeVの重イオン（Z> 6）を初めて検出することができました。

伝播実験

最後に、ATS-6にはいくつかの無線ビーコン^[17]が搭載され、13、18、20、30GHzの大気の電磁波伝搬特性を測定することができました。

廃止

1979年6月30日までに、ATS-6の静止軌道維持スラスタ4基のうち1基のみが稼働しており、信頼性の低い兆候が見られた。このスラスタは、ATS-6を静止軌道から数百キロメートル高い軌道に移動させるために使用された。これは、次の衛星のために静止軌道スロットを空けるためであった。^[18]

参照

参考文献

^ マクドウェル、ジョナサン。「打ち上げログ」。ジョナサンの宇宙ページ。 2014年1月24日閲覧。
^ ATS-6 の重要性、RB Marsten IEEE 航空宇宙および電子システムトランザクション vol.AES-11 N°6
^ "table4.156". nasa.gov . 2015年3月22日閲覧。
^ グローバー、ダニエル R. (1996)。「NASA 実験通信衛星、1958-1995」。電離層を超えて。NASA 。
^ http://hdl.handle.net/2060/19820008279 ATS-6 エンジニアリングパフォーマンスレポート。第 6 巻: 科学実験
^ Wales, Robert O. (1981年11月). 「ATS-6 最終エンジニアリング性能報告書」(PDF) . NASA. pp. 76– 78 . 2023年2月4日閲覧。
^ ATS-6 宇宙船姿勢精密指向および旋回適応制御実験、WC Isley、DL Endres IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6
^ ATS-6 干渉計、WC Isley、DL Endres IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6
^ 衛星間追跡を使用した軌道決定精度、FO Vonbun、PD Argentiero、PE Schmid IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-14 N°6
^ ATS-6 セシウム爆撃エンジン北南ステーションキーピング実験、RM Worlock、E. James、RE Hunter、RO Bartlett IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6
^ ATS-6 超高解像度放射計、WE Shenk、CC Stephanides、GE Sonnek、LD Howell IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6
^ 夢の実現: 衛星放送、R. マーステン IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.33 N°1
^ ジェーンズ宇宙飛行ディレクトリ（1984年）ISBN 0 7106-0208-1、P56
^ ジェーンズ宇宙飛行ディレクトリ（1984年）ISBN 0 7106-0208-1、P56
^ ATS-6 衛星教育テレビ実験 JE ミラー、IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6
^ NOAA 低エネルギー陽子実験、TA Fritz、JA Cessna IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6
^ ATS-6 ミリ波伝搬および通信実験、LI Ippolito IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6
^ ジェーンズ宇宙飛行ディレクトリ（1984年）ISBN 0 7106-0208-1 P57

外部リンク

AT6 6 1000 0 ...
ATS 6 ミッション情報 2012 年 4 月 15 日にWayback Machineにアーカイブされました
ATS-6 ガンターの宇宙ページ
実験衛星
ATS-6 エンジニアリングパフォーマンスレポート。第 2 巻: 軌道と姿勢制御
ATS-6 エンジニアリングパフォーマンスレポート。第 3 巻: 通信と電力
ATS-6 エンジニアリングパフォーマンスレポート。第 4 巻: テレビ実験
ATS-6 エンジニアリングパフォーマンスレポート。第 5 巻: 伝播実験
ATS-6 エンジニアリングパフォーマンスレポート。第 6 巻: 科学実験

[launchlog-1] マクドウェル、ジョナサン。「打ち上げログ」。ジョナサンの宇宙ページ。 2014年1月24日閲覧。

[2] ATS-6 の重要性、RB Marsten IEEE 航空宇宙および電子システムトランザクション vol.AES-11 N°6

[3] "table4.156". nasa.gov . 2015年3月22日閲覧。

[4] グローバー、ダニエル R. (1996)。「NASA 実験通信衛星、1958-1995」。電離層を超えて。NASA 。

[5] ttp://hdl.handle.net/2060/19820008279 ATS-6 エンジニアリングパフォーマンスレポート。第 6 巻: 科学実験

[6] Wales, Robert O. (1981年11月). 「ATS-6 最終エンジニアリング性能報告書」(PDF) . NASA. pp. 76– 78 . 2023年2月4日閲覧。

[7] ATS-6 宇宙船姿勢精密指向および旋回適応制御実験、WC Isley、DL Endres IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6

[8] ATS-6 干渉計、WC Isley、DL Endres IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6

[9] 衛星間追跡を使用した軌道決定精度、FO Vonbun、PD Argentiero、PE Schmid IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-14 N°6

[10] ATS-6 セシウム爆撃エンジン北南ステーションキーピング実験、RM Worlock、E. James、RE Hunter、RO Bartlett IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6

[11] ATS-6 超高解像度放射計、WE Shenk、CC Stephanides、GE Sonnek、LD Howell IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6

[12] 夢の実現: 衛星放送、R. マーステン IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.33 N°1

[13] ジェーンズ宇宙飛行ディレクトリ（1984年）ISBN 0 7106-0208-1、P56

[14] ジェーンズ宇宙飛行ディレクトリ（1984年）ISBN 0 7106-0208-1、P56

[15] ATS-6 衛星教育テレビ実験 JE ミラー、IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6

[16] NOAA 低エネルギー陽子実験、TA Fritz、JA Cessna IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6

[17] ATS-6 ミリ波伝搬および通信実験、LI Ippolito IEEE 航空宇宙および電子システム取引 vol.AES-11 N°6

[18] ジェーンズ宇宙飛行ディレクトリ（1984年）ISBN 0 7106-0208-1 P57