抗力と大気中性密度探査機

ダンデ

打ち上げ時の状態のDANDE衛星。
ミッションタイプ	テクノロジー
オペレーター	コロラド大学ボルダー校 コロラド宇宙助成コンソーシアム CU 航空宇宙工学科学部 AFRL STP
コスパーID	2013-055C
SATCAT番号	39267
Webサイト	spacegrant.colorado.edu/boulderstudents/boulderprojects/dande
ミッション期間	1.5年
宇宙船の特性
打ち上げ質量	50キログラム（110ポンド）
乾燥質量	38キログラム（84ポンド）
ミッション開始
発売日	2013 年 9 月 29 日、16:00:13  UTC [1] ( 2013-09-29UTC16:00:13 )
ロケット	ファルコン9 v1.1 [2]
発射場	ヴァンデンバーグ SLC-4E
請負業者	スペースX
ミッション終了
最後の連絡	2014年2月8日頃[3] ( 2014-02-09 )
軌道パラメータ
参照システム	地球中心
政権	ローアース
近地点高度	331キロメートル（206マイル）[4]
遠地点高度	1,426キロメートル（886マイル）[4]
傾斜	80.99度[4]
期間	102.310分[4]
エポック	2015 年 1 月 24 日、03:43:37 UTC [4]
楽器
中性質量分析計と加速度計

DANDE（Drag and Atmospheric Neutral Density Explorer ）は、コロラド大学ボルダー校が開発した50kg級の宇宙船で、空軍研究所の 大学ナノサットプログラムの第5回で優勝した。^[5]

宇宙船システムの故障により、地上チームは衛星を積極的に制御することができず、宇宙船は地球軌道上の単なる受動的な物体となり、そこから何らかの受動的な抗力特性が推測される可能性があります。

DANDE は2013 年 9 月 29 日に打ち上げられ、打ち上げロケットから正常に分離されました。宇宙船の状態を 1 か月評価した後、10 月 30 日にマウイ島のスターファイア光学レンジでライトバンド アダプター ブラケット (LAB) の分離に成功しました。^[要出典] 次のステップ^{[いつ? ]}は、スピンアップと調整の予定でした。^{[更新が必要]}

しかし、宇宙船システムの故障によりそれが不可能となった。DANDEチームは2014年1月9日に「DANDEを能動的に制御することはできなかったが、TLEの分析を通じて受動的な抗力データを収集していた」と報告した。^{[6] [更新が必要]}

^{DANDEは、現在 7 回目のイテレーションとなっている 2 年間のプログラム}であるUniversity Nanosat Program のコンペティションへのエントリーとして選出されました。2009 年に、DANDE は追加資金と将来の軌道への飛行を獲得^し、プロジェクトを独立した修士研究プロジェクトへと推進しました。DANDE は、5 年ぶりの CU 学生による衛星打ち上げの機会です。現在までに、^約100人の学生が構築、テスト、運用を通じて DANDE に関わっています。^[要出典]

大気の密度は、宇宙天気やその他の未知のプロセスにより大きく変化します。国際宇宙ステーションはかつて^{[いつ? ]}数日間で高度が数十キロメートル低下しましたが、抗力と大気の組成を理解することで、この現象に関するより優れたデータを提供することができます。^{[引用が必要]}

中性大気の密度によって引き起こされる抗力は、低軌道の衛星に対する大きな擾乱です。真の密度はモデル予測から最大 21% もずれるため、状況認識、宇宙監視、レーザー通信、再突入予測、ランデブーおよび近接作戦に適用される政府および民間の重要な宇宙活動に誤差が生じます。物理的密度または「真の」密度を測定し、密度の変化を定量化し、現場のモデル較正データを提供する必要があります。

動作原理は、完全な抗力方程式を解くことです。^{[引用が必要]}

各変数は、事前の知識またはその場測定によって分離されます。質量 (m) と面積 (A) は、打ち上げ前に測定できる物理的パラメータに基づいています。抗力係数は、科学収集状態の宇宙船の外部形状を使用してシミュレートされます。密度 (ρ)、加速度 (a)、および風ベクトルは、2 つの搭載機器によって感知されます。1 つ目は、宇宙船の軌道に沿った軸の μg 抗力信号を増幅する高精度の加速度計スイート (ACC) です。2 つ目は中性質量分析計 (NMS) で、これは、宇宙船のラム ベクトルに対する風ベクトルと、大気中の成分の数値密度を関連付けるデータ プロダクトを提供できます。この考え方は、軌道速度では、停滞した大気中を通過する宇宙船は、数電子ボルト (eV) のエネルギーで存在する種と衝突するということです。そのような種は、1 立方メートルあたり数十億個存在します。^[7]

DANDE は球形であるため、投影断面積はほぼ一定に保たれます。これは、完全な 3 軸安定化システムではなく、簡略化された姿勢サブシステム設計を活用しています。軌道法線を中心にさらに回転すると、回転軸が加速度感知軸と垂直になるように配置された加速度計が、変調された加速度プロファイルを受け入れることができます。^{[説明が必要]}

宇宙船に GPS を搭載することが困難になる問題がありました。学生プログラムとして、軌道シナリオでデータ製品を提供できるロック解除 GPS 受信機のコストが主な懸念事項でした^{(誰が? )。}しかし、宇宙船の姿勢状態^{(説明が必要)}は、データの位置情報を取得する際に常にロックを一貫して提供するのに役立ちません。空軍宇宙コマンド研究分析グループによる高タスク追跡は可能ですが、その合意では、連絡を取り、試運転を開始するというミッション開始時のニーズがすべて解決されるわけではありません。^{(引用が必要)}

• ダンデ 08-09 PDF

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