エクソキューブ（CP-10）

エクソキューブ

オペレーター	NASA/JPL、Cal Poly ピコ衛星プロジェクト (PolySat)
コスパーID	2015-003E
SATCAT番号	40380
移動距離	669キロ
宇宙船の特性
メーカー	NASA/JPL、Cal Poly ピコ衛星プロジェクト (PolySat)
ミッション開始
発売日	2015年1月31日
軌道パラメータ
半長軸	6609キロ
近点高度	234.5キロ
遠点高度	242.8キロ
傾斜	99.1度
期間	89.1分
貨物
質量	4kg

ExoCube (CP-10)は、カリフォルニア州立工科大学サンルイスオビスポ校が開発し、国立科学財団が後援する宇宙天気衛星です。CubeSat 規格に準拠した多くの小型衛星の 1 つです。ExoCube の主な使命は、地球の外気圏における水素、酸素、ヘリウム、窒素の密度を測定することです。地上局、非干渉散乱レーダー (ISR)局の上空、および軌道全体にわたって定期的に、[O]、[H]、[He]、[N2]、[O+]、[H+]、[He+]、[NO+]、および総イオン密度を特徴付けています。2015 年 1 月 31 日にカリフォルニア州ヴァンデンバーグ空軍基地から NASA SMAP 主要ペイロードとともにデルタ II ロケットに搭載されて打ち上げられました。^[1]

ExoCube は、3U CubeSat 衛星 (30 x 10 x 10 cm) です。ExoCube は、汎用 CubeSat 展開システムである P-POD (Poly-Picosatellite Orbital Deployer) から展開されました。この衛星には、科学ペイロード用の環境チャンバーと姿勢決定制御システム (ADCS) が装備されています。

衛星の環境チャンバーは、小型質量分析計とイオンセンサーの 2 つの科学機器を収容する場所です。チャンバーは機器を保護し、正確なデータ取得に必要な条件を提供します。また、打ち上げ前に機器を湿気から守る役割も果たします。チャンバーは、機器を保護するために打ち上げ日を待つ間、六フッ化硫黄でパージされます。

ExoCubeには、機器の位置決めと衛星の安定性を可能にする姿勢制御システムも装備されています。制御用に、ExoCube には、両端に真鍮の質量がある 2 つの展開可能なブームが装備されています。これにより、重力勾配安定化が可能になり、衛星を 2 軸で ±10° 以内の適切な方向に揃えるのに役立ちます。衛星の方向のさらなる微調整は、磁気トルク装置によって実行されます。これらの装置は、電流から生成された磁場を利用し、地球の磁場と相互作用して衛星の方向を決定します。これにより、衛星の科学的ペイロードが適切な測定を行うことができます。衛星には、ジャイロ安定性のためにロール軸とヨー軸の結合を提供する Sinclair Interplanetary の 10 mNm 運動量ホイールもあります。決定用に、ExoCube には、展開可能なブームだけでなく、その各面に 磁力計と太陽センサーが装備されています。

ExoCubeは、Scientific Solutions、NASAゴダード、カリフォルニア工科州立大学サンルイスオビスポ校、ウィスコンシン大学、イリノイ大学が共同で開発しているプロジェクトです。ExoCubeプロジェクトは2011年に始まりました。衛星バスの設計と構築は、サンルイスオビスポにあるカリフォルニア工科州立大学のPolySatが担当しました。NASAゴダード宇宙飛行センターは、センサーペイロードである飛行時間型質量分析計を提供しました。ウィスコンシン大学マディソン校、イリノイ大学アーバナシャンペーン校、Scientific Solutionsからなる科学チームは、ミッションデータの収集、較正、解釈を担当しています。主導機関であるScientific Solutions, Inc (SSI)は、プログラムの管理と監督を担当しています。

ExoCube は、2015 年 1 月 31 日に打ち上げられた ELaNa-X SMAP の 4 つの二次ペイロードのうちの 1 つです。この衛星は、高度約 400 x 670 km、傾斜角 98 度の極軌道を周回します。ExoCube の予想軌道寿命は 8 年で、最小ミッション寿命は 6 か月と予想されます。

ExoCube との通信は、カリフォルニア工科州立大学サンルイスオビスポ校にある UHF マルコーニ地上局を介して行われます。

ExoCube は、上部電離層と下部外気圏における [O]、[H]、[He]、[N2]、[O+]、[H+]、[He+]、[NO+] の現場密度に関する世界規模の知識を獲得します。主要な科学的目標には、上層大気の地球規模、日周、季節変動、電荷交換プロセス、地磁気嵐に対する大気の反応、経験的および気候学的大気モデルの検証などがあります。衛星はゲート式飛行時間分光計を使用します。

原子状酸素とヘリウムは、1980 年代初頭のDynamics Explorer時代以来、その場で測定されていません。また、ミッション領域で水素が直接その場で測定されたことはありません。アレシボ、ウィスコンシン、キットピーク、セロトロロの測定結果を提供することで、ExoCube は各サイトの地上観測の相互比較と検証に役立ちます。これらの測定は、パッシブ光干渉法と中性大気光放射の測光法、およびアクティブ ISR を使用して実行され、局所的な電離層の特性を明らかにします。

密度の測定は、上部電離層と下部外気圏の構成の気候特性を解析するためにも使用されます。ExoCube の軌道傾斜角と精度機能により、日中の密度と構成の変化を堅牢に評価できます。ミッションの寿命は最低 6 か月と予想されており、春分と夏至の状況を比較することができます。

科学ペイロードには、総称して EXOS と呼ばれる 2 つの機器が含まれています。これらの機器は、中性静的エネルギー角分析装置 (NSEAA)、イオン静的エネルギー分析装置 (ISEAA)、および総イオン モニター (TIM) です。実験測定の取得を行っている科学ペイロードは、NASA-GSFC から提供されました。ウィスコンシン大学マディソン校は、取得したデータのテストと分析を行っています。

• https://web.archive.org/web/20131024142432/http://sci-sol.com/index.html
• https://web.archive.org/web/20141005000746/http://polysat.calpoly.edu/in-development/cp10-exocube/
• http://space.skyrocket.de/doc_sdat/exocube.htm
• https://www.nsf.gov/geo/ags/uars/cubesat/nsf-nasa-annual-report-cubesat-2013.pdf
• http://space.skyrocket.de/doc_sdat/exocube.htm
• http://mstl.atl.calpoly.edu/~bklofas/Presentations/DevelopersWorkshop2013/Jorgensen_NSF_CubeSat_keynote.pdf 2019-07-16 にWayback Machineでアーカイブ