ICE衛星 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 名前 | ISEE-3 国際太陽地球探査機C エクスプローラー59 | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ミッションタイプ | 磁気圏研究 ISEE-3:太陽/地球 L 1探査機 ICE: 21P/GZおよびハレーフライバイ | ||||||||||||||||||||||||||||
| オペレーター | 米航空宇宙局(NASA) | ||||||||||||||||||||||||||||
| コスパーID | 1978-079A | ||||||||||||||||||||||||||||
| SATCAT番号 | 11004 | ||||||||||||||||||||||||||||
| ミッション期間 | 打ち上げから最後の定期交信までの日数: 18年8ヶ月22日 打ち上げから最後の交信までの日数: 36年1ヶ月3日 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 宇宙船の特性 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 宇宙船 | エクスプローラーLIX | ||||||||||||||||||||||||||||
| 宇宙船の種類 | 国際太陽地球探査機 | ||||||||||||||||||||||||||||
| バス | なるほど | ||||||||||||||||||||||||||||
| メーカー | フェアチャイルド インダストリーズ | ||||||||||||||||||||||||||||
| 打ち上げ質量 | 479 kg (1,056 ポンド) [1] | ||||||||||||||||||||||||||||
| 乾燥質量 | 390 kg (860 ポンド) | ||||||||||||||||||||||||||||
| 寸法 | 1.77 × 1.58 m (5 フィート 10 インチ × 5 フィート 2 インチ) | ||||||||||||||||||||||||||||
| 力 | 173ワット | ||||||||||||||||||||||||||||
| ミッション開始 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 発売日 | 1978年8月12日 15:12 UTC | ||||||||||||||||||||||||||||
| ロケット | トールデルタ 2914 (トール 633 / デルタ 144) | ||||||||||||||||||||||||||||
| 発射場 | ケープカナベラル、SLC-17B | ||||||||||||||||||||||||||||
| 請負業者 | ダグラス・エアクラフト・カンパニー | ||||||||||||||||||||||||||||
| 入隊 | 1978年8月12日 | ||||||||||||||||||||||||||||
| ミッション終了 | |||||||||||||||||||||||||||||
| 無効化 | 1997年5月5日 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 最後の連絡 | 2014年9月16日 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 軌道パラメータ | |||||||||||||||||||||||||||||
| 参照システム | 太陽中心軌道 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 近日点高度 | 0.93 AU (139,000,000 km; 86,000,000 マイル) | ||||||||||||||||||||||||||||
| 遠日点高度 | 1.03 AU (154,000,000 km; 96,000,000 マイル) | ||||||||||||||||||||||||||||
| 傾斜 | 0.10° | ||||||||||||||||||||||||||||
| 期間 | 355日 | ||||||||||||||||||||||||||||
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国際彗星探査機(ICE) は、国際太陽地球探査機 3 号(ISEE-3) 衛星として設計・打ち上げられ、1978 年 8 月 12 日に太陽中心軌道に打ち上げられました。この探査機は、地球の磁場と太陽風の相互作用を研究するためのNASAと ESRO / ESAの共同プロジェクトである国際太陽地球探査機 (ISEE) プログラムのために建造された、母機と娘機のペアである ISEE-1とISEE - 2とともに 3 機の探査機のうちの1 機でした。
ISEE-3は、 L1地球-太陽ラグランジュ点のハロー軌道に配置された最初の宇宙船でした。[2] ICEと改名され、彗星を訪れた最初の宇宙船となり、[3] 1985年9月11日にジャコビニ・ツィナー彗星のプラズマ尾を核から約7,800 km(4,800マイル)以内で通過しました。 [4]
NASAは1997年にISEE-3との定期的な連絡を中止し、1999年と2008年に簡単な状況確認を行った。[5] [6]
2014年5月29日、非公式団体ISEE-3 Reboot Project [7]がSkycorp社とSpaceRef Interactiveの支援を受けて、探査機との双方向通信を再開した。 [8] [9] [10] 2014年7月2日、彼らは1987年以来初めてスラスタを発射した。しかし、その後のスラスタの発射は、燃料タンク内の窒素圧不足のためと思われるが失敗した。[11] [12]プロジェクトチームは、探査機を使用して「科学的データを収集し、地球に送り返す」という代替計画を開始したが[13]、2014年9月16日、探査機との通信が途絶えた。[14]
当初のミッション: 国際太陽地球探査機3号 (ISEE-3)


ISEE-3 にはカメラが搭載されておらず、代わりにその機器はエネルギー粒子、波、プラズマ、および場を測定します。
ISEE-3は当初、表面から地球半径235倍(約1,500,000 km(930,000マイル)上空)のL1太陽地球ラグランジュ点のハロー軌道で運用されていました。これはいわゆる「秤動点」に配置された最初の人工物体であり[15] 、 1978年11月20日にその軌道に入り、[2]重力場間のそのような吊り下げが可能であることが証明されました。実験のために方向を維持し、太陽光発電を行い、地球と通信するために、黄道に垂直な軸の周りを毎分19.76回転で回転します。
ミッションの目的は次のとおりです。
- 地球磁気圏の最外縁における太陽と地球の関係を調査すること。
- 地球近傍の太陽風の構造と、太陽風と地球の磁気圏の境界面を形成する衝撃波を詳細に調べる。
- プラズマシートの運動とそこで働くメカニズムを調査すること。
- 1AU付近の惑星間領域における宇宙線と太陽フレア放射の調査を継続する。
第二のミッション:国際彗星探査機
ISEE-3は当初のミッションを完了した後、太陽風と彗星の大気との相互作用を研究するという新たな任務を与えられた。1982年6月10日、探査機はL1点のハロー軌道から外れてトランスファー軌道に乗せる操作を行った。この操作では、地球と太陽地球L2ラグランジュ点の間を、地球の磁気圏尾部を通って何度も通過した。[16] 15回の推進操作と5回の月の重力アシストの結果、探査機は地球月系から放出され、太陽中心軌道に乗せられた。1983年12月22日の月面への最後の最接近通過は、月面からわずか119.4km(74.2マイル)上空だった。この通過後、探査機は国際彗星探査機(ICE)に再指定された。[17]
ジャコビニとツィナーの出会い
新しい軌道は地球より前方に位置し、ジャコビニ・ツィナー彗星を迎撃する軌道を描いていた。1985年9月11日、探査機は彗星のプラズマ尾を通過した。[17] ICEは1985年9月11日、彗星核から7,800kmの距離をフライバイした。[18]
ハレー遭遇
ICEは1986年3月下旬に太陽とハレー彗星の間を通過したが、その頃他の宇宙船は3月上旬の彗星ランデブーミッションで彗星の近くにいた。(この「ハレー艦隊」には、ジョット、ベガ1号と2号、すいせい、さきがけが含まれていた。) ICEは尾を飛行し、彗星核までの最短距離は28 × 10 6 km (17 × 10 6 mi)であった。[19]比較のために、1910年に地球からハレー彗星までの最短距離は20.8 × 10 6 km (12.9 × 10 6 mi)であった。[20]
太陽圏ミッション
ICE ミッションの更新は 1991 年に NASA によって承認されました。この更新では、地上観測、継続的な宇宙線研究、およびユリシーズ探査機と連携したコロナ質量放出の調査からなる ICE の太陽圏ミッションが定義されています。1995 年 5 月までに、ICE はユリシーズ プロジェクトからのデータ解析サポートを受けて、低デューティ サイクルで運用されていました。
ミッション終了
1997年5月5日、NASAはICEミッションを終了し、搬送信号のみが運用された。ミッション初期にはISEE-3/ICEのダウンリンクビットレートは2048ビット/秒、21P/ジャコビニ・ツィナー彗星遭遇時には1024ビット/秒であった。その後、ビットレートは512ビット/秒(1985年12月9日)、256ビット/秒(1987年1月5日)、128ビット/秒(1989年1月24日)、そして最終的に64ビット/秒(1991年12月27日)と順次低下した。NASAは宇宙に残っていたが、この宇宙船をスミソニアン博物館に寄贈した。[21]
1990 年 1 月までに、ICE は遠日点1.03 AU、近日点0.93 AU、傾斜角 0.1° の 355 日周期の太陽中心軌道上にありました。
詳しい連絡先
1999年、NASAはICEと短時間交信し、その搬送信号を検証した。2008年9月18日、NASAはKinetXの協力を得て、1999年の交信後もICEの電源が切られていなかったことを発見し、 NASA深宇宙ネットワークを使用してICEの位置を特定した。状態チェックの結果、13の実験のうち12がまだ機能しており、150 m/s(490 ft/s)のΔvに十分な推進剤が残っていることが判明した。2014年にICEが再び地球に接近した際に再稼働が可能であることが判明し、[22]科学者らは2017年か2018年に探査機を再利用してより多くの彗星を観測することを検討した。[23]
ISEE-3 再起動プロジェクト
NASAのICEへの関心が薄れてしばらく経った後、他の人々は宇宙船が別の彗星の近くを通過するように操縦される可能性があることに気付きました。エンジニア、プログラマー、科学者のチームが実現可能性とそれに伴う課題の研究を始めました。[10]
2014年4月、メンバーは正式に宇宙船を「再捕獲」して使用する意向を発表し、この取り組みをISEE-3再起動プロジェクトと名付けた。チームのウェブページには、「私たちはISEE-3(国際太陽地球探査機)宇宙船と連絡を取り、エンジンを点火して地球に近い軌道に入るよう指示し、その後、元のミッションを再開するつもりです...成功すれば、クラウドソーシングを通じてISEE-3が送り返すすべての新しいデータの共有と解釈を促進するつもりです」と書かれていた。[24]
2014年5月15日、このプロジェクトはRocketHubでクラウドファンディングの目標額12万5000ドルを達成した。この資金は、探査機と通信するためのソフトウェアの作成、NASAのアーカイブで探査機を制御するために必要な情報の検索、パラボラアンテナの設置時間の確保にかかる費用を賄うと予想されていた。[25]その後、プロジェクトは15万ドルの「ストレッチゴール」を設定し、最終的に15万9502ドルが集まり、この目標も達成した。[26]
プロジェクトメンバーは期限内に作業を進めていた。2014年5月下旬か6月上旬までに、あるいは燃料を追加して7月上旬までに宇宙船の軌道を変更できれば、月の重力を利用して再び有用なハロー軌道に戻ることができるだろう。[27] [28] [29]
紛失したハードウェアの交換
2014年の初め、ゴダード宇宙飛行センターの職員は、宇宙船に信号を送信するために必要なNASAのディープ・スペース・ネットワーク機器は1999年に廃止されており、交換するには高価すぎると述べた。 [30]しかし、プロジェクトメンバーは元の機器の資料を見つけ、最新のソフトウェア無線(SDR)技術とGNUラジオプロジェクトのオープンソースプログラムを使用して、複雑な変調器/復調器の電子機器をシミュレートすることができた。 [31]彼らは必要なハードウェア、既成のSDRトランシーバー[32]とパワーアンプ[33]を入手し、 2014年5月19日に305メートル(1,001フィート)のアレシボ衛星パラボラアンテナにそれを取り付けた。 [33] [34]宇宙船の制御権を握ると、捕獲チームは主要な地上局をケンタッキー州モアヘッド州立大学宇宙科学センターにある21メートル(69フィート)のパラボラアンテナに移すことを計画した。[33]ドイツのボッフム天文台にある20メートル(66フィート)のパラボラアンテナが支援局となる。[33]
NASAはこのプロジェクトに資金を提供しなかったが、アドバイザーを派遣し、連絡を確立する許可を与えた。2014年5月21日、NASAはISEE-3再起動プロジェクトと非償還宇宙法協定を締結したと発表した。「NASAが、もはや使用していない、あるいは今後使用する予定のない宇宙船の使用に関してこのような協定を結んだのは今回が初めてだ」と関係者は語った。[35]
連絡が再開されました
2014年5月29日、再起動チームは探査機をエンジニアリングモードに切り替えてテレメトリの放送を開始するよう指示することに成功した。[36] [37]
2014年6月26日、プロジェクトメンバーはゴールドストーン深宇宙通信複合体DSS-24アンテナを使用して同期通信を達成し、宇宙船の軌道パラメータを改良するために必要な4つの測距点を取得しました。[38]プロジェクトチームは、少なくとも2014年7月16日まで運用を継続することをNASAから承認され、7月上旬に軌道操作を試みる計画を立てました。[28] [39]
2014年7月2日、再起動プロジェクトは1987年以来初めてスラスタを点火した。彼らは、7月中旬に予定されている軌道修正操作に備えて、宇宙船を公称ロール速度まで加速した。[40] [41]
2014年7月8日、燃料タンクを加圧するために必要な窒素ガスが失われたためと思われる、より長い一連のスラスタ点火が失敗した。 [11] [12] [13]
2014年7月24日、ISEE-3再起動チームは、ISEE-3推進システムを使用して軌道を変更するすべての試みが失敗したと発表した。代わりに、チームは、ISEE-3惑星間市民科学ミッションは、宇宙船が2014年8月10日に月を通過し、地球に似た太陽中心軌道に入るときにデータを収集すると述べた。チームは、科学実験に利用できる電力を最大化するために、推進コンポーネントを停止し始めました。[42]
2014年7月30日、チームはISEE-3の300日軌道の可能な限り多くの部分からデータを取得する計画がまだあると発表した。宇宙船の13の機器のうち5つはまだ機能しており、科学的可能性にはガンマ線バーストの聴取が含まれ、太陽系の他の場所からの観測は有益である可能性がある。チームはまた、宇宙船が地球に近い間に追加のコマンドをアップロードし、後でデータを受信できるように、日中のカバレッジを改善するために世界中で追加の受信サイトを募集していた。[43]
2014年8月10日18時16分UTCに、探査機は月面から約15,600km(9,700マイル)を通過しました。探査機は太陽中心軌道を継続し、2031年に地球付近に戻ってくる予定です。[44]
連絡が取れなくなった
2014年9月25日、リブートチームは探査機との連絡が2014年9月16日に途絶えたと発表した。探査機の正確な軌道が不明であるため、連絡が回復するかどうかは不明である。探査機の月面フライバイ後の軌道は太陽からさらに遠ざかるため、太陽電池アレイから得られる電力が低下し、1981年にバッテリーが故障した。電力の低下により探査機はセーフモードに入った可能性があり、探査機に送信を向けるために必要な正確な軌道位置情報がなければ、その状態から起動することは不可能である可能性がある。[14]
宇宙船の設計
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ICE宇宙船は、太陽電池パネルで覆われた樽のような円筒形をしている。4本の長いアンテナが宇宙船の円周に沿って等間隔に突き出ており、その長さは91メートル(299フィート)である。[45]乾燥質量は390キログラム(860ポンド)で、公称173ワットの電力を生成できる。
ペイロード
ICEはプラズマ、高エネルギー粒子、波、場を測定するための科学機器を13台搭載している。[2] [17] 2014年7月現在[アップデート]、5台が機能していることがわかっている。カメラや画像システムは搭載していない。その検出器は、X線やガンマ線、太陽風、プラズマ、宇宙粒子などの高エネルギー粒子を測定する。データ処理システムは、宇宙船内のすべてのシステムから科学データと工学データを収集し、送信用にシリアルストリームにフォーマットする。送信機の出力は5ワットである。
科学的なペイロードと実験
- 宇宙線電子と原子核;
- 地上ベースの太陽研究実験;
- 重同位体分光計望遠鏡;
- 高エネルギー宇宙線実験;
- 低エネルギー宇宙線実験;
- 低エネルギー陽子実験(高エネルギー粒子異方性スペクトロメータ(EPAS)とも呼ばれる)
- 中エネルギー宇宙線実験;
- 血漿組成実験;
- プラズマ波計測器;
- 無線マッピング実験;
- 太陽風プラズマ実験、1980年2月26日以降失敗。
- ベクトルヘリウム磁力計;
- X線および電子計測装置。
参考文献
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外部リンク
- NASA HEASARCによるISEE-3/ICEプロファイル
- NASA太陽系探査によるISEE-3/ICEプロファイル
- SpaceCollege.com の ISEE-3 再起動プロジェクトのホームページ
- すべての人のための宇宙船、ISEE-3 再起動プロジェクトをサポートするためにGoogleと共同で作成されたインタラクティブ サイト
