ヨウ素衛星

ヨウ素衛星（iSat ）は、 CubeSat形式の技術実証衛星であり、推進剤としてヨウ素を使用したホールスラスタを使用して、主要な推進システムから速度を大幅に変更します（最大300メートル/秒）。^{[1] [2] [3] [4]また、軌道高度を変更し、}宇宙ゴミを削減するための軌道離脱機能を実証します。^[2]

2014年時点ではiSatはNASAのグレン研究センター^{[アップデート]}で開発されており、当初は2018年半ばの打ち上げに向けた二次ペイロードとして計画されていたが、推進システムの開発が成熟するまでに打ち上げが延期された。^[3] ミッションは軌道離脱前に1年間続く予定である。^{[3] [更新が必要]}

電気で動く宇宙船の推進力は、通常は太陽電池パネルからの電力を使用して推進剤を加速し、推力を生み出します。この技術は、最大450kg（990ポンド）の小型衛星に使用できるようにスケールアップできます。^[1] iSatは、このサイズの宇宙船用に開発された高度な電力管理および熱制御機能も実証します。

この衛星は12Uキューブサット形式で、大きさは約20cm×20cm×30cmである。太陽電池アレイは100Wの電力を生産することを目指している。^[2]

推進力の成熟は、NASA と米国空軍の協力によるものです。iSat のヨウ素推進システムは、Busek 社が開発した 200 ワットのホールスラスタ (BHT-200-I)、カソード、固体ヨウ素を貯蔵するタンク、電力処理ユニット (PPU)、およびヨウ素を供給する供給システムで構成されています。カソード技術は、ヒーターレスのカソード調整を可能にするように計画されており、システム全体の効率を大幅に向上させます。

ヨウ素を推進剤として使用する主な利点は、密度×比推力が大きいこと、^{[5] [2]一般に飛行する}キセノンの3倍の燃料効率であること、^[6]加圧されていない固体としてタンク内に保管できること、そして危険な推進剤ではないことです。1Uに5kgのヨウ素を積んだ12Uのロケットは、4km/s ΔVの速度変化、20,000kmの高度変化、LEOからの30°の傾斜角変化、またはGEOからの80°の傾斜角変化を実現できます。^[2]動作中、タンクは加熱されて推進剤を気化します。次にスラスタが蒸気をイオン化し、磁場と静電場を介して加速して、高い比推力を実現します。^[1]衛星は、モーメンタムホイールと磁気トルクロッドを使用して回転することで、完全な3軸姿勢制御機能を備えています。 iSat にはパッシブ熱制御システムも搭載されています。

2010年代初頭、小型衛星の市場が急成長を遂げてきましたが、これらの衛星は主要な推進力によって大きく制限されることが多いです^。2013年、NASAマーシャル宇宙飛行センターは、ヨウ素飛行運用供給システムの成熟のためのプロジェクトを競争的に選定しました。^{[ 4]}このデモ飛行では、推進力だけでなく、市販のコンポーネントとカスタム設計されたコンポーネントを統合するプロセスも取り上げます。^{[3]これにより、国家安全保障やNASAの}ディスカバリークラスのミッションにヨウ素推進システムを利用する手頃なオプションが開かれます。^{[3] [更新が必要]}

ヨウ素スラスタにより、iSatは軌道傾斜角と仰角を変更できるようになり、このサイズの宇宙船ではこれまで可能だったよりも幅広いミッションの目標が可能になります。例えば、静止軌道から静止軌道への移行、^{[1]、月軌道への進入と管理、}地球近傍小惑星、火星、金星の探査への展開などです。^[2] デモンストレーションとして、宇宙船は推進力を使用して、約600 kmの初期軌道から約300 kmの円軌道まで高度を下げます。次に、平面変更操作を実行し、最終的な運用操作を完了して地球への最接近高度を下げ続け、ミッション終了後90日以内に宇宙船を軌道から外します。^[1]

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