ガスパック

ガスパック

完成したGASPACSキューブサット
ミッションタイプ	技術デモンストレーション
オペレーター	ユタ州立大学ゲットアウェイスペシャルチーム
コスパーID	1998-067TB
SATCAT番号	51439
Webサイト	https://www.usu.edu/physics/gas/projects/gaspacs
ミッション期間	4ヶ月
宇宙船の特性
宇宙船の種類	1Uキューブサット
打ち上げ質量	1.17キログラム（2.6ポンド）
ミッション開始
発売日	2021年12月21日 10:07 UTC
ロケット	ファルコン 9 B1069.1、カーゴドラゴンC209-2
発射場	ケネディ宇宙センター発射施設 39A
請負業者	米航空宇宙局（NASA）
展開元	国際宇宙ステーション
展開日	2022年1月26日 12:00 UTC ( 2022-01-26UTC12Z )
ミッション終了
最後の連絡	2022年5月21日 17:23 UTC
減衰日	2022年5月22日[1] ( 2022-05-23 )
軌道パラメータ
参照システム	地球中心軌道
政権	低軌道
近点高度	416キロメートル（258マイル）
遠点高度	428キロメートル（266マイル）
傾斜	51.6度
期間	90.5分
ペイロード
実験的なエアロブーム
トランスポンダー
頻度	437.365 MHz

GASPACS（Get Away Special Passive Attitude Control Satellite）^[2]は、 NASAが後援する1Uキューブサットで、ユタ州立大学のGet Away Special （GAS）チームの学部生メンバーによって完全に開発されました。GASPACSの主なミッション目標は、1メートルの膨張式空力ブームを展開して姿勢を受動的に安定させることでした。^{[3] [4]} GASPACSは、学部生によって完全に開発された世界初のキューブサットであり、フライトコンピューターとしてRaspberry Pi Zeroを使用した世界初のキューブサットでもありました。 ^{[5] [6] [7] [8]}

GASPACSは1Uキューブサットで、大きさは10センチメートル×10センチメートル×10センチメートル（3.9インチ）でした。^{[9] [10]} GASPACSの主なミッションの目的は、1メートル（39インチ）の膨張式空力ブームを展開して写真を撮ることでした。^[3]この特注の初の「エアロブーム」は、USU GASチームの学部生メンバーによって設計されました。^{[11] [4]}エアロブームは、低軌道での受動的な姿勢制御、または磁気トルカーやリアクションホイールなどの他の能動的な姿勢制御を使用する宇宙船の重力勾配安定化の代替として設計されました。^{[4] [12]}エアロブームは矢の羽根と同様に機能しました。地球の上層大気の空気分子がエアロブームに衝突し、安定化トルクを引き起こしました。^{[13] [10]} GASPACSの第二の目的は、エアロブームが受動的な姿勢制御を提供していることを確認するために姿勢の挙動を測定・分析することであった。^[12]

GASPACSは、2014年にCubeSat打ち上げイニシアチブプログラムを通じてNASAに選定され、スポンサーされました。^[14] CSLI契約はGASPACSに打ち上げサービスを提供しました。

GASPACSは2021年9月23日にナノラックス社に納品された。^[15] 2021年12月21日、GASPACSはNASAのミッションELaNa 38の一環として、SpaceX CRS-24に搭載されて国際宇宙ステーションに向けて打ち上げられた。^{[13] [16] [17]} 1ヵ月後の2022年1月26日、GASPACSは米国の宇宙飛行士ラジャ・チャリとトーマス・マーシュバーンによってナノラックス社のキューブサット展開装置を介してISSから展開された。^{[18] [19] [20]}

NASAは、ISSから展開されたすべてのCubeSatに対して、展開後最低30分待ってから起動し、ミッションを開始することを義務付けている。この必要な時間が経過した後、GASPACSは自律的に起動し、アンテナを展開した。^[9]展開から47分後、東京の地上局はGASPACSのビーコンの観測に初めて成功した。^{[21] [22] [9]}これらのビーコンには、AX.25識別子とオーディオビーコンが含まれていた。オーディオビーコンは、衛星のN7GASコールサインをモールス信号で表したもので、その後にUSUのスピリットソングである「The Scotsman」のデジタル化された演奏が続いた。^{[18] [23] [24]}

ISSからの展開から18時間後、GASPACSはUSUキャンパスにあるミッションコントロール地上局の上空を通過し、衛星の膨張したブームの写真を送信し、主なミッションの成功を確認しました。^[6]展開後の数週間で、搭載加速度計からの姿勢データのいくつかのセクションがダウンリンクされ、エアロブーム機構の有効性が確認されました。^[6]

GASPACSは以下のコンポーネントを利用して構築されました。^[6]

GASPACSは、ラズベリーパイを飛行コンピュータとして使用した世界初のキューブサットでした。^{[13] [6]}ラズベリーパイは、チームが開発したPythonスクリプトを実行し、すべてのオンボードコンピューティングを実行する役割を担っていました。^{[25] [7]}衛星の2番目のミッションは、ラズベリーパイなどの安価な市販のマイクロコントローラの実現可能性をテストすることでした。^{[26] [27] [28]}

Piカメラは、エアロブームの展開が成功したことを確認するために使用されました。展開から18時間後、GASPACSはカメラで撮影した最初の写真を送信し、ブームの展開が成功したことを確認しました。GASPACSは、背景に地球が写っているものを含む、さらにいくつかの写真を撮影しました。^{[29] [30]}

USU GASチームは、独自のカスタムプリント基板を設計しました。この3レベルのPCBには、すべての主要な電気部品が搭載されていました。センサーには、加速度計、磁力計、UVセンサーが含まれます。^[6] PCBには、DFロボットビートルも含まれていました。^{[31]このビートルは、Raspberry Piが正常に機能していることを確認するための}ウォッチドッグとして機能しました。ビートルは、放射線による誤動作を検出するために、0.25HzでPiを監視しました。誤動作が発生した場合、ビートルは自動的にPiをオフにし、その後オンに戻します。このプロセスは、放射線による混乱を正常に戻すように設計されています。^[32]インターフェイスボードに含まれていた別のコンポーネントは、エアロブームを展開するために使用されるカスタムバーンワイヤーメカニズムでした。^[33]

GASPACSはバスに多くのEnduroSatコンポーネントを組み込んだ。EnduroSatの電力システムにはバッテリーが含まれており、太陽センサーと温度センサーを備えたソーラーパネルで充電された。GASPACSには通信用のEnduroSatトランシーバーとアンテナも含まれており、1U構造であった。^{[30] [6]}

GASPACS のペイロードはエアロブームでした。^[10]エアロブームは、2.2 psia の空気で加圧されたポリフッ化ビニリデンプラスチックの層で構成されていました。このチューブは、編組ファイバーグラスのスリーブで覆われていました。エアロブームの最外層は、フッ素化エチレンプロピレンプラスチックの最終スリーブでした。^[15]エアロブーム内の空気は、宇宙の真空に達すると加圧され、エアロブームが展開されるまで釣り糸でカスタム設計されたエアロブームボックス内に保持されました。^[33]エアロブームを展開するために、GASPACS はニクロム燃焼ワイヤ回路に電流を流しました。ニクロムが加熱され、釣り糸を燃やしてエアロブームを解放しました。^{[33] [34]}

北米航空宇宙防衛司令部はGASPACSをNORAD ID 51439に指定した。^[35]

展開から3日後の2022年1月29日、GASPACSはYチャネルで電力が失われ、大きな障害に直面しました。これにより、利用可能な電力が大幅に減少しました。GASPACSは永久充電サイクルに入り、残りのソーラーパネルで約6時間充電してから、再びオンにするために必要な電力に達しました。起動すると、GASPACSは約1時間電源が入ったままになり、その後電力不足のためにシャットダウンし、このサイクルを繰り返します。この継続的な電源サイクルにより、GASPACSが地球に送信できるデータの量が大幅に減少しました。^[6]

2022 年 5 月 6 日、Z チャネルの損失が確認されました。これにより、GASPACS の利用可能な電力が再び大幅に減少しました。それにもかかわらず、GASPACS は可能な場合は電源を入れ続け、地上オペレーターはテレメトリ データ、写真データ、および AX.25 ビーコンのパケットをいくつか受信することができました。

衛星は2022年5月22日に軌道から外れた。^[1]