«Deep Space 1»


24 октября 1998 - старт
10 ноября 1998 - первое включение ионного двигателя
29 июля 1999 года - пролёт астероида 9660 Брайль
18 сентября 1999 года - завершение Основной миссии и планирование расширенной
11 ноября 1999 года вышел из строя астродатчик
22 сентября 2001 года - пролёт кометы Боррелли
18 декабря 2001 года - выключен ионный двигатель

Новости космонавтики 1995 №11:
США. Работа по программе "New Millenium"

25 мая. По сообщению JPL. Рабочие группы НАСА начали отбор предложений промышленных фирм, университетов и других организаций по участию в программе перспективных исследовательских КА "New Milleninm" (NM).

В апреле Лаборатория реактивного движения запросила предложения по четырем основным областям НИОКР в рамках программы NM - автономное функционирование, микроэлектроника, связь, модульная архитектура и многофункциональные системы. В мае были запрошены предложения по микроэлектромеханическим системам. Запросы были направлены примерно 300 промышленным фирмам, институтам и бесприбыльным организациям и объявлены в "Commerce Business Daily".

Уже в начале мая копии поступивших предложений были переданы рабочим группам, которые к середине месяца провели отбор организаций, которые необходимо посетить для переговоров. Эти переговоры должны быть проведены до конца мая.

В начале июля будет завершено формирование объединенных проектно-производственных групп, которые будут наблюдать за разработкой и получением конкретных технических решений для летных испытаний.

К концу лета НАСА отберет и объявит три демонстрационных проекта, предложенных программными группами. Первый может быть осуществлен в конце 1997-начале 1998 г. Два остальных последуют с годовыми интервалами.

Один из проектов может включать использование солнечной электрической ДУ, обладающей значительно меньшими размерами и массой, чем традиционные на химическом топливе.

Лаборатория реактивного движения управляет программой "New Millenium" по заданию Управления наук о космосе НАСА. Программу возглавляют менеджер Кане Казани (Kane Casani), его заместитель д-р Барбара Уилсон (Barbara Wilson) и научный руководитель д-р Эллен Стофан (Ellen Stofan).

Новости космонавтики 1995 №19:
США. Задачи первой станции "New Millenium" определены

19 сентября. Сообщение НАСА. Первый малый исследовательский КА серии "New Millenium" будет разрабатываться с целью пролета астероида и кометы.

НАСА выбрало основным промышленным партнером по разработке этого аппарата фирму "Spectrum Astro, Inc." (г.Джилберт, Аризона). От НАСА группу разработчиков возглавит Дэвид Леман (David Lehman) из Лаборатории реактивного движения, который в последнее время был техническим менеджером подсистем ориентации и управления информацией станции "Марс Пасфайндер".

Станция NM-11, масса которой составит 100 кг, должна продемонстрировать ряд перспективных технологий для использования в последующих аппаратах серии. К проверке на NM-1 предложены миниатюризированная антенна дальней космической связи и соответствующее оборудование связи, усовершенствованные солнечные батареи, литиевые ионные аккумуляторные батареи, конструкция с низкой массой. В состав научной аппаратуры станции войдет миниатюризированный спектрометр с построением изображения, с помощью которого планируется построить химические карты астероида и кометы. Новая технология управления даст аппарату возможности независимого принятия решений, беспрецедентные для межпланетных аппаратов.

1 Временное обозначение, введенное для удобства - Ред.

Технологии, предложенные к использованию на NM-1, существенно превосходят уровень, достигнутый в межпланетных станциях к настоящему времени. Тем не менее они реально существуют или будут получены к моменту старта. "У нас есть компьютер с очень большими возможностями и очень совершенный, - говорит менеджер программы "New Millenium" Кане Казани (Kane Casani), - а также прототип мультиспектрального научного инструмента, который имеет массу никак не больше 10% массы аналогичного инструмента на станциях "Вояджер". Автономные навигационные возможности обеспечат характеристики, соответствующие тому, чтобы перейти Атлантический океан, не касаясь управления, и прибыть в порт в Европе в нескольких шагах от пристани."

Впервые в качестве основной двигательной установки космического аппарата будет использован солнечный электрореактивный двигатель, который значительно эффективнее традиционных ЖРД. (Сейчас подобные двигатели используются штатно только в качестве малых корректирующих двигателей на некоторых спутниках.) Соответствующие разработки ведутся по двум независимым программам под руководством НАСА и Организации по защите от баллистических ракет. Аппарат NM-1 будет оснащен одним ионным двигателем с соплом диаметром 30 см. Рабочим телом двигателя будет ксенон, ионизируемый энергией от солнечных батарей. Если испытания электрореактивной ДУ в полете NM-1 будут успешными, такие двигатели "пропишутся" в дальнем космосе раз и навсегда.

Запуск станции должен быть выполнен в 1998 г. Конкретные цели и план полета должны быть определены в течение первых нескольких недель работы по проекту, которая начнется в октябре текущего года (с началом 1996 финансового года - Ред.). В зависимости от выбранных объектов пролета и, соответственно, даты запуска, полет будет продолжаться 12-18 месяцев. Если состояние аппарата позволит, полет может быть продлен еще на год-два, за которые станция NM-1 сможет встретиться с еще одним или несколькими малыми телами Солнечной системы, говорит "архитектор" программы "New Millenium" в Лаборатории реактивного движения Рекс Райденур (Rex Ridenoure).

Лаборатория реактивного движения руководит осуществлением программы "New Millenium" для управлений наук о космосе, доступа в космос и технологии и миссии к планете Земля НАСА.

Новости космонавтики 1996 №14-15:
США. Полетное задание NM-1

9 июля. И.Лисов по сообщению НАСА. Экспериментальная АМС "Deep Space 1" по программе "New Millenium" будет направлена в 1998 г. к комете Веста-Когоутека-Икемуры и к астероиду Мак-Олифф, названному в честь члена погибшего экипажа "Челленджера" учительницы Кристы Мак-Олифф.

Как уже сообщали "НК", впервые в качестве основного двигателя станции будет использован ионный двигатель, изготовленный в Исследовательском центре имени Льюиса НАСА. Миссия "Deep Space 1" начнется запуском аппарата одноразовым носителем, который обеспечит выход из сферы притяжения Земли и полет вокруг Солнца практически с той же скоростью, что и у Земли. При помощи ионного двигателя станция будет постепенно разгоняться и встретится с [первой] целью со скоростью более 9.8 км/с

30 апреля 1996 г. в вакуумной камере Лаборатории реактивного движения начались ресурсные испытания прототипа двигателя, которые продлятся 8000 часов, или более 330 суток. В ходе эксперимента двигатель будет стоять в течение часа после каждых двух суток работы.

"НАСА экспериментировало с ионными двигателями в течение 30 лет, - говорит менеджер проекта ионной ДУ Джек Стоки (Jack Stocky) - Однако это испытание будет наиболее оснащенным измерительной аппаратурой."

В полете двигатель диаметром 300 мм, использующий в качестве рабочего тела инертный газ ксенон, будет получать питание - более 2 кВт - от больших солнечных батарей, которые поставит Организация по защите от баллистических ракет. Электрическая дуга ионизирует атомы ксенона, отрывая от них один из 54 электронов. Тяга двигателя, создаваемая потоком ионов, составляет всего 9 граммов, и при разгоне скорость набирается миллиметрами в секунду. Чтобы набрать ощутимую скорость, двигатель должен работать часами, а то и сутками. Однако скорость истечения рабочего тела составляет 31.5 км/с, и поэтому при небольшом запасе рабочего тела удается получить значительные приращения скорости.

В баке двигателя-прототипа содержится 80 кг ксенона, которых в полете хватило бы на 1-2 года, в зависимости от назначения и потребного импульса тяги. В полете "Deep Space 1" будет израсходовано только 45 кг ксенона.


Сиддики:
Технологические инструменты:
1. ионная силовая установка
2. массив солнечных концентраторов с технологией преломляющего линейного элемента (SCARLET)
3. Автономная навигационная система (AutoNav)
4. программное обеспечение для удаленных интеллектуальных операций (Remote Agent RAX)
5. Эксперимент по эксплуатации радиобуя
6. маленький транспондер дальнего космоса (SDST)
7. миниатюрная встроенная камера спектрометра (MICAS)
8. Плазменный эксперимент для инструмента исследования планет (REPE)
9. Твердотельный усилитель мощности в Ka-диапазоне
Результаты: Deep Space 1 (DS1) был разработан для тестирования новых инновационных технологий, подходящих для будущих дальних космических и межпланетных миссий. Он был первый из новой серии демонстраций технологий в рамках программы НАСА «Новое тысячелетие». Основными целями космического аппарата были испытания 12 «технологий высокого риска», таких как ионная двигательная установка, автономная оптическая навигация, массив концентрации солнечной энергии и комбинированная миниатюрная камера/спектрометр для получения изображений. В качестве бонуса космический аппарат также пролетел мимо астероида 9969 Брайля. После успешного запуска на опорную орбиту вокруг Земли, третья ступень в 13:01 24 октября 1998 года отправила DS1 на гелиоцентрическую траекторию. 10 ноября операторы приказали, чтобы ионный двигатель включился впервые, но до остановки он работал всего 4,5 минуты. Две недели спустя, 24 ноября 1998 года, диспетчеры вновь запустили ионную двигательную установку Deep Space 1 (работающую на ксеноновом газе), когда космический аппарат находился в 4,8 миллиона километров от Земли. На этот раз двигатель работал непрерывно в течение 14 дней и продемонстрировал удельный импульс в 3100 секунд, что в 10 раз больше, чем это возможно для обычных химических пропеллентов. Миссия тщательно проверила свою полезную нагрузку, чтобы гарантировать, что будущие пользователи таких технологий не будут брать на себя ненужные риски. DS1 прошел мимо околоземного астероида 9660 Брайля в 04:46 29 июля 1999 года в 26 километрах со скоростью 15,5 километров в секунду. Хотя это был самый близкий к настоящему времени облет астероидов, он был успешным лишь частично из-за проблемы, которая поставила под угрозу данные, введённые в бортовую навигационную систему. Эти трудности помешали более близкому сближению, первоначально запланированному на расстоянии 240 метров. Несколько изображений, возвращенных с очень большого расстояния, были не в фокусе, хотя много других данных было полезно. DS1 обнаружил, что длина Брайля составляет 2,2 км, а ширина - 1 км. После успешного завершения основной миссии к 18 сентября 1999 года НАСА сформулировало расширенную миссию. Первоначально планировалось, что DS1 будет лететь к угасшей комете 107P/Уилсон-Харрингтон в январе 2001 года и к комете 19P/Borrelly в сентябре 2001 года, но звездный трекер космического аппарата потерпел неудачу 11 ноября 1999 года. Продолжение полета без использование звездного трекера - который изначально считался фатальным для миссии, поскольку космический аппарат не мог направить свой ионный двигатель или датчики в правильные направления - требовало значительной изобретательности и усилий со стороны операторов. В течение двух месяцев оперативная группа боролась за то, чтобы космический аппарат направил свою антенну на Землю, что позволило ему загружать данные при отказе трекера (а также отправлять данные, собранные DS1). В последующие пять месяцев команда разработала инновационный план по возрождению аппарата, «построив» новую систему управления ориентацией, работающую без неисправного звездного трекера. Хотя больше нельзя было посещать бонусные цели (учитывая его ограниченные возможности), DS1 был все еще достаточно цел, чтобы быть нацеленным на Боррелли, надеясь прибыть в сентябре 2001 года. К концу 1999 года ионный двигатель DS1 израсходовал 22 килограмма ксенона, чтобы передать Vхар 1300 метров в секунду. По пути в Боррелли он установил рекорд самой продолжительной работы двигательной установки в космосе. К 17 августа 2000 года двигатель работал в течение 162 дней в рамках восьмимесячного пути. 22 сентября 2001 года DS1 вошел в кому кометы Боррелли, приблизившись к ядру на 2171 км в 22:29:33. Пролетая со скоростью 16,58 км/с относительно ядра в то время, он прислал некоторые из лучших изображений кометы за всю историю, а также другие важные данные. Ионный двигатель космического аппарата был окончательно выключен 18 декабря 2001 года, он работал в течение 16 265 часов и дал суммарное значение Vхар 4,3 км/с, самое большое значение Vхар, достигаемое космическим аппаратом с собственной двигательной установкой. К этому моменту космический аппарат работал намного дольше запланированного срока службы и заканчивал использовать гидразин для контроля ориентации. Радиоприемник был оставлен на случай, если в будущем будет необходим контакт с космическим аппаратом, хотя попытка связаться с космическим аппарат в марте 2002 года не увенчалась успехом.