MOST
-
jacek
16/10/2008
- Astronomia
- 9480 czytań
Konstrukcja i orbita
Rys. 1. Oto jak wygląda MOST. 15-cm teleskop jest umieszczony poziomo w dolnej części satelity i patrzy na niebo przez peryskop (45-stopniowe lustro) z otwartym tutaj zabezpieczeniem przeciwsłonecznym. Prostokąt z zaokrąglonymi końcami z lewej strony to element pasywnego chłodzenia CCD. Brzegi satelity i cała druga, oświetlona przez Słońce strona, są pokryte bateriami słonecznymi. Małe, wystające elementy to magnetometry systemu stabilizacji i anteny. Wyraźny, duży, czarny pierścień nie jest ciekawym elementem: to zaczep mocowania do rakiety podczas startu
MOST jest wielkości dużej walizki. Przy tak małych rozmiarach zasadniczą rolę odgrywa system trzyosiowej, precyzyjnej stabilizacji. Osiągnięto to przez użycie zupełnie nowatorskich, miniaturowych kół reakcyjnych (reaction wheels). Są to szybko wirujące cylindryczne „koła zamachowe” o średnicy kilku centymetrów, które mogą w ułamku sekundy zmieniać tempo obrotu i w ten sposób spowodować przeciwną reakcję satelity w sensie zachowania całkowitego momentu pędu. Konstrukcja niesmarowalnych łożysk (w przestrzeni smary odparowują) i systemu kontroli była znacznym osiągnięciem firmy Dynacon w Toronto, która po sukcesie MOST stała się światowym autorytetem i głównym wykonawcą systemów stabilizacji dla małych satelitów.
Kół reakcyjnych w MOST jest w sumie cztery, z trzema ustawionymi ortogonalnie i czwartym, skośnym, zapasowym. Koła reakcyjne są jedynym ruchomym elementem satelity i będą pierwsze, które się popsują, stąd to czwarte zapasowe. Oprócz kół satelita zawiera system pomiaru ziemskiego pola magnetycznego i duże cewki wokół całego korpusu satelity, w których może płynąć zmienny lub stały prąd elektryczny oddziaływujący z ziemskim polem. Wspólne działanie kół reakcyjnych i momentu magnetycznego satelity zapewnia stabilizację kątową MOST-a i nieczęste (kilkanaście razy do roku) zmiany obserwowanego obiektu.
Rys. 2. Płaszczyzna ogniskowa MOST-a z zaznaczona strzałką pozycja Procyona podczas obserwacji. Teleskop daje dobre obrazy w okręgu o średnicy około 1 stopnia. Dwa detektory CCD są tego samego typu i oba działają przez szybki transfer ładunków do zasłoniętej części (kolor ciemnoszary), skąd są wolniej sczytywane. CCD do orientacji satelity (zaznaczony jako ACS; ekspozycje 1-sekundowe) przestał działać na wiosnę 2006 r. na skutek uderzenia przez superenergetyczny promień kosmiczny. Od tego czasu naukowy CCD używa gwiazdy w polu bezpośrednich obrazów w kształcie odwróconej litery L, a ekspozycje nie mogą być dłuższe od 2–3 sekund. Macierz 6×6 mikrosoczewek zasłania część tego detektora
Założona konstrukcyjnie stabilizacja miała być na poziomie lepszym niż 15 sekund łuku. Wielu czytelników z pewnością jest zaskoczona tak niskimi wywymaganiami. Przecież nawet małe (>10 cm) lunety zapewniają rozdzielczość kątową lepszą od jednej sekundy łuku. Ale pamiętajmy, że MOST był pierwszym mikrosatelitą, zaś w latach jego konstrukcji (1998–2003) zupełnie nieznane były możliwości stabilizacji mikrosatelitów. Dzięki stopniowemu ulepszaniu programów na pokładzie satelity jego stabilizacja stale poprawiała się i w tej chwili jest na poziomie 10-krotnie lepszym niż zamierzona, a więc wynosi około 1,5 sekundy kątowej. Jest to wielki sukces inżynierów z Dynacon i UTIAS2 w Toronto. Gdy jednak projektowano satelitę, 15-sekundowa stabilizacja pozycyjna była sporym ograniczeniem koncepcyjnym i konstrukcyjnym.