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 通信中継中の2機のMarCO宇宙船のレンダリング | |
| ミッションタイプ | 通信中継テスト 火星フライバイ |
|---|---|
| オペレーター | 米航空宇宙局（NASA） |
| Webサイト | www.jpl.nasa.gov/cubesat/missions/marco.php |
| ミッション期間 | MARCO A: 7ヶ月30日 MARCO B: 7ヶ月24日 |
| 宇宙船の特性 | |
| 宇宙船の種類 | 6Uキューブサット |
| メーカー | JPL |
| 打ち上げ質量 | 各13.5kg（30ポンド）[1] |
| ミッション開始 | |
| 発売日 | 2018年5月5日11:05 UTC [2] |
| ロケット | アトラス V 401 |
| 発射場 | ヴァンデンバーグ空軍基地 SLC-3E |
| 請負業者 | ユナイテッド・ローンチ・アライアンス |
| ミッション終了 | |
| 廃棄 | 太陽軌道上に放置 |
| 宣言された | 2020年2月2日 |
| 最後の連絡 | MarCO-A: 2019 年 1 月 4 日[3] MarCO-B: 2018 年 12 月 29 日[3]
|
| 軌道パラメータ | |
| 参照システム | 太陽中心説 |
| 火星のフライバイ | |
| 最接近 | 2018 年 11 月 26 日、19:52:59 UTC |
| 距離 | 3,500 km (2,200 マイル) [4] |
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マーズ・キューブ・ワン（MarCO）は、2018年5月5日にNASAの火星着陸機インサイトとともに打ち上げられた火星フライバイミッションである。[5]これは2機のナノ宇宙船、MarCO-AとMarCO-Bで構成され、2018年11月26日の地球からの視界外であったインサイトの突入、降下、着陸（EDL）中に、地球へのリアルタイム通信を提供した。[6]両方の宇宙船は、小型通信およびナビゲーション技術をテストするために設計された6Uキューブサットであった。これらは地球軌道を超えて運用された最初のキューブサットであり、通信の他に、深宇宙でのキューブサットの耐久性もテストした。2019年2月5日、NASAは両方のキューブサットが2019年1月5日までに沈黙しており、再び音沙汰はないだろうと報告した。[3] 2019年8月、キューブサットは火星探査機インサイトの火星着陸成功に貢献した功績が認められ表彰された。[7]
インサイト着陸機は着陸時にテレメトリデータを再送信し、他の太陽系天体へのミッションで将来使用するための新しい中継システムと技術を実証しました。これにより、情報中継のための周回機の代替手段が提供され、技術開発の限界が達成されました。
2019年1月にMarCO衛星が沈黙した後、衛星が宇宙のより好ましい位置に移動すると、2019年後半に衛星との通信が再開される可能性がありました。NASAは2019年9月に衛星との通信を確立するためのキャンペーンを開始しました。通信の試みは失敗に終わり、2020年2月2日にNASAはMars Cube Oneミッションが正式に終了したと発表しました。[8]
概要
マーズキューブワンは、地球周回軌道を超えて深宇宙ミッションのために運用するためにキューブサットの形で作られた最初の宇宙船です。キューブサットは、低コストの建造、 [9]迅速な開発、シンプルなシステム、低地球軌道への展開の容易さなど、さまざまな理由で望ましい小さな部品で構成されています。それらは、生物学の取り組み、マッピングミッションなど、多くの研究目的で使用されています。キューブサットの技術は、学生が技術を活用できる迅速かつ簡単なプロジェクトを目的として、カリフォルニア工科州立大学とスタンフォード大学によって開発されました。それらは、より大規模なミッションのペイロードの一部としてパッケージ化されることが多く、さらにコスト効率が高くなります。[10]
2機のマーズ・キューブ・ワン宇宙船は同一で、正式にはMarCO-AとMarCO-Bと呼ばれ、冗長性のために一緒に打ち上げられました。JPLのエンジニアは、アニメ映画「ウォーリー」の主人公にちなんで、これらをWALL-EとEVEと名付けました。[11] [12] MarCOミッションの費用は1,850万ドルでした。[13]
JPLのMarCOエンジニアは、火星フライバイを、地球の軌道外での低コストでターゲットを絞った小型衛星ミッションをさらに多く実現できる技術実証と見ています。[14] NASAは、MarCOミッションのパフォーマンスを監視しながら、時には何年もの遅延に直面する数十億ドル規模のプロジェクトを補完するために、CubeSatにさらに資金を費やすことを提案しています。[15]
打ち上げと巡航
マーズキューブワンの打ち上げはNASAの打ち上げサービスプログラムによって管理された。打ち上げは2016年3月4日にアトラスV401で予定されていたが[16] 、インサイト科学機器の重大なテスト失敗により、ミッションは2018年5月5日に延期された。 [17]アトラスVロケットはインサイトと一緒に宇宙船を打ち上げ、その後、2つのマーズキューブワンは打ち上げ後すぐに分離し、独自の軌道で火星に向かい[18]、キューブサットの深宇宙での耐久性とナビゲーションをテストした。[19] [20]
巡航段階では、安全のため2機の宇宙船は両側ともインサイトから約10,000km（6,200マイル）離れた位置に保たれ、3機の宇宙船が火星に近づくにつれてその距離は縮まっていった。 [13]火星への最接近フライバイ距離は3,500km（2,200マイル）であった。[4]
目的
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MarCOの主な任務は、新しい小型通信およびナビゲーション技術をテストすることです。彼らは、インサイト着陸機が突入、降下、着陸（EDL）段階にある間に、リアルタイムの通信中継を提供することができました。[22]
MarCO宇宙船は冗長性のために2機（映画の登場人物にちなんでWALL-EとEVEと名付けられた）で打ち上げられ、インサイトの両側を飛行した。地球の周りには多数のCubeSatがあるが、Mars Cube Oneは地球の軌道を越えた最初のCubeSatミッションである。これにより、地球の大気圏と軌道の外で独自のデータを収集することができた。通信中継機として機能することに加えて、彼らはCubeSatコンポーネントの耐久性と深宇宙でのナビゲーション能力もテストした。インサイト着陸機から直接地球に情報が中継されるのを数時間待つ代わりに、MarCOは着陸完了後すぐにEDLに不可欠なデータを中継した（火星と地球間の8分間の伝送時間のみに従う）。[23] [22] [24]地球に送信された情報には、着陸機が着陸した直後のインサイトからの火星表面の画像が含まれていた。 [25] [26]
MarCOキューブサットがなければ、インサイトは飛行情報を火星偵察衛星（MRO）に中継することになるが、MROは情報をそれほど速く送信できない。特に危険な状況で地上管制局と通信することがすでに困難であることから、さまざまなチームがデータを地球に中継する方法の見直しに乗り出した。これまでのミッションでは、着陸後にデータを直接地球に送信するか、近くの周回衛星に送信し、そこから情報を中継していた。[22]キューブサットはリアルタイムでのデータ中継を改善し、ミッション全体のコストを削減できるため、将来のミッションではこれらの方法に頼らなくなるかもしれない。[18]
MarCOからの眺め
デザインとコンポーネント
この設計には、NASAのジェット推進研究所が製造した6U仕様（10×20×30 cm）の通信中継キューブサット2機が含まれている。キューブサットの開発における制限要因は、必要なすべてのコンポーネントが衛星のフレーム内に収まらなければならないことである。フレームには、アンテナ、衛星を制御するための航空電子機器、推進システム、電源、ペイロードが含まれている必要がある。[22]
データリレー
2つのキューブサットには円偏波の超高周波（UHF）アンテナが搭載されている。インサイトからのEDL情報はUHF帯域で8kbit/sでキューブサットに送信され、同時にX帯域周波数で8kbit/sで地球に再送信された。[22] MarCOは電力に展開式ソーラーパネルを使用したが、ソーラーパネルの効率の制限により、X帯域周波数の電力は約5ワットしか得られなかった。
CubeSatが情報を中継するためには、信頼性が高く、質量仕様を満たし、複雑さが少なく、製造コストが手頃な高利得アンテナ（HGA）が必要である。高利得アンテナ（指向性アンテナ）は、焦点を絞った狭い電波ビーム幅を持つアンテナである。標準的なマイクロストリップパッチアンテナ、リフレクトアレイ、メッシュリフレクタの3つのタイプが評価された。CubeSatに必要な小型で平らなサイズでは、リフレクトアレイアンテナタイプがすべてのミッションのニーズを満たした。リフレクトアレイHGAのコンポーネントは、3つの折り畳みパネル、翼をCubeSatの本体に接続するルートヒンジ、4つの翼ヒンジ、およびバーンワイヤリリースメカニズムである。アンテナパネルは、ミッション中の温度変化と展開中の振動に耐えることができなければならない。[22] MarCOは着陸後すぐにEDLに不可欠なデータを中継した。[23] [25]これらの信号は8分後に地球に到着した。
推進
推進システムには、軌道を制御する8つのコールドガススラスタと、姿勢（3D方向）を調整する反応制御システムが備わっています。 [27]正しい送信先に向かう途中で、推進システムは2つの小さな宇宙船が正しい軌道上にあることを確認するために5つの小さな修正を行いました。[28]ミッション展開の早い段階で軌道を少し変更することで、燃料を節約しただけでなく、余分な燃料が占めるスペースも節約し、宇宙船内の他の重要なコンポーネントの容積を節約しました。 MarCO-B（WALL-E）は打ち上げ以来ほぼ推進ガスが漏れていましたが、初期の評価ではミッションを完了するのに十分な量があることが示されました。[13]
主なミッションを完了した小型宇宙船は、太陽の周りを楕円軌道で回り続ける。エンジニアたちは、推進剤と電子機器の寿命に応じて、火星軌道を通過した後も数週間は活動を続けると予想している。[13]
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マルコ・キューブサット、展開されたリフレクトアレイアンテナを見せる -
Mars Cube One の飛行ハードウェア (折りたたんだ状態) -
展開後のマルコ衛星の概要 -
MarCOのリレータスクのイラスト
通信、ナビゲーション、イメージング
各MarCOはソフトボール大の無線機を搭載しており、Xバンドを使用して地上と通信したり、UHFを使用してインサイトからデータを受信し、ナビゲーションのための追跡測定値を収集したりします。姿勢制御システムには、宇宙船の姿勢を決定するために使用されるスタートラッカーが装備されています。 [1] [29]さらに、各MarCOは、展開を検証し、アウトリーチ画像を撮影するために使用される小型広角カメラを搭載しています。[30] [1]
地球軌道外の同様のミッション
月へのアルテミス1号ミッションでは、二次ペイロードとして10個のキューブサットが搭載されました。各キューブサットは、異なるチームによって異なる目的で開発されました。[ 31 ]別のミッションでは、LICIAキューブサットは、2021年11月に打ち上げられたダブル小惑星リダイレクトテストプローブに搭載されました。LICIAは、小惑星との衝突を監視することでDARTを支援しました。[32]
参照
Wikinewsには関連ニュースがあります:
- NASAのインサイト着陸船とマルコ宇宙船が火星への新たなミッションに向けて打ち上げられる
- キュリオシティ探査車
- ディープ・スペース2、火星へのもう一つの相乗り探査機
- 火星探査
- ExoMars、周回衛星および探査車
- 火星3
- 火星探査ローバー
- マーズ・エクスプレス探査機
- 火星探査機
- 火星科学実験室
- 2001年 火星探査機オデッセイ
参考文献
- ^ abc 火星探査機インサイト打ち上げプレスキット。NASA、2018年。
- ^ クラーク、スティーブン（2016年3月9日）。「インサイト火星着陸船はキャンセルを免れ、2018年の打ち上げを目指す」。スペースフライト・ナウ。 2016年3月9日閲覧。
- ^ abc Good, Andrew; Wendel, JoAnna (2019年2月4日). 「Beyond Mars, the Mini MarCO Spacecraft Fall Silent」.ジェット推進研究所. NASA . 2019年2月5日閲覧。
- ^ ab MarCO: 惑星キューブサットが現実に。ヴァン・ケイン、惑星協会。2015年7月8日。
- ^ Stirone, Shannon (2019年3月18日). 「宇宙はとても広い。新しい探査機の中にはとても小さなものもある。NASAのMarCOミッションの成功は、いわゆるキューブサットが太陽系の遠くまで旅する可能性が高いことを意味する」。ニューヨークタイムズ。 2019年3月18日閲覧。
- ^ Asmar, Sami; Matousek, Steve (2014年11月20日). 「Mars Cube One (MarCO) - The First Planetary CubeSat Mission」(PDF)。ジェット推進研究所。 2017年1月25日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。 2015年5月27日閲覧。
- ^ Good, Andrew; Johnson, Alana (2019年8月9日). 「MarCOが極小宇宙船でオスカー賞を受賞」NASA . 2019年8月10日閲覧。
- ^ 「安らかに眠れ、マルコ！世界初の火星探査キューブサットは永久に消え去った」Space.com 2020年2月28日。
- ^ Hotz, Robert Lee (2018年11月22日)。「火星へ向かう - 小型衛星の大規模実験: 地球の軌道で一般的に使用されているブリーフケースサイズのキューブサットが惑星間を旅する」ウォールストリートジャーナル。
急速に火星に近づいている2機の宇宙船は、惑星間を横断した史上最小かつ最も安価な宇宙船であり、米国と欧州の衛星設計者が将来太陽系を徘徊する小型探査機の群れとなることを期待している先駆けである。
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- ^ NASAの火星キューブサット「ウォーリー」と「エヴァ」は、他の惑星への最初の探査機となる。エリザベス・ハウエル、スペース。2018年5月1日。
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- ^ abcd 火星着陸船に続く小型衛星の大きなテストが近づいています。Marcia Dunn、PhysOrg。2018年11月22日。
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「MarCO の大きな特徴は、まさに NASA の精神に則った、技術実証とハイリスクな取り組みであるという点です」と [MarCO の主任エンジニアであるアンディ] クレシュ氏は言う。「私たちは MarCO を、小型衛星探査機の長い歴史の最初の 1 つにすぎないと考えています...」
- ^ Fernholz, Tim (2018年11月26日). 「初の惑星間キューブサットが安価な宇宙科学への道を開く」. Quartz .
- ^ 「NASA、インサイト・ミッションの打ち上げサービス契約を締結」NASA 2013年12月19日2014年12月11日閲覧。
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- ^ Cheng, Andy (2018年11月15日). 「DARTミッションアップデート」(PDF) . NASA . 2019年1月14日閲覧。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 MarCOに関連するメディアがあります。
- MarsCube One プレスキット（JPL）
- MarCO: YouTubeで初の惑星間キューブサットミッション
