sobota, 08 lipiec 2017 12:21

BepiColombo odkryje tajemnice Merkurego. Satelita przechodzi końcowe testy w konfiguracji do lotu.

Napisane przez Airbus Defence&Space
Oceń ten artykuł
(0 głosów)

Merkury pozostaje jedną z najbardziej tajemniczych planet wewnętrznego Układu Słonecznego. BepiColombo, pierwsza europejska misja na Merkurego, w październiku 2018 r. rozpocznie podróż do jednej z najmniejszych i najmniej zbadanych skalistych planet Układu Słonecznego.

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA), Japońska Agencja Kosmiczna oraz Airbus – główny przemysłowy wykonawca stojący na czele konsorcjum 83 firm z 16 krajów – przedstawili naukowe cele misji i zaprezentowali imponujący czteroczęściowy statek kosmiczny podczas ostatniego pokazu przed startem w przyszłym roku. 4-tonowy BepiColombo, ułożony w stos o wysokości 6,4 metra, niebawem zakończy kampanię testów. W marcu 2018 r. zostanie przetransportowany na europejski kosmodrom Kourou w Gujanie Francuskiej.

Blask Słońca uniemożliwia szczegółowe badanie Merkurego z wykorzystaniem teleskopów, a bardzo wysoka temperatura i bliskość Słońca utrudniają dotarcie do planety. Dotychczas odwiedziły ją tylko dwie misje NASA: Mariner 10 w latach siedemdziesiątych oraz Messenger, który orbitował wokół Merkurego od 2011 r. do wyczerpania się paliwa w kwietniu 2015 r.

Misja BepiColombo, nazwana tak na cześć włoskiego profesora Giuseppe „Bepiego” Colombo, który miał wielki wkład w sukces misji Mariner 10, została przygotowana wspólnymi siłami ESA i JAXA. Obejmuje ona dwa oddzielne orbitery, Mercury Planetary Orbiter (MPO dostarczony przez ESA) oraz Mercury Magnetospheric Orbiter (MMO dostarczony przez JAXA).

Misja BepiColombo zbada szczególne cechy wewnętrznej struktury Merkurego oraz wytwarzania pola magnetycznego, a także interakcje planety ze Słońcem i wiatrem słonecznym. Zbada również ukształtowanie i właściwości chemiczne terenu, na przykład lód znajdujący się w stale zacienionych kraterach na biegunach. Misja pozwoli lepiej zrozumieć proces powstawania Układu Słonecznego oraz ewolucję planet znajdujących się blisko macierzystej gwiazdy.

Dziś satelitę będzie można po raz ostatni zobaczyć w całości w Europie. Kiedy Arianespace pod koniec lipca zakończy próby systemów łączenia i separacji z rakietą nośną, statek zostanie zdemontowany w celu przetestowania systemu separacji modułów. Po programie testów mechanicznych nastąpią dodatkowe próby funkcjonalne i wydajnościowe, po czym w listopadzie odbędzie się końcowy test termiczny modułu transferowego. Pod koniec marca 2018 r. statek kosmiczny zostanie wysłany do Kouoru. W Gujanie Francuskiej stos modułów zostanie ponownie złożony i zainstalowany w rakiecie nośnej Ariane 5, której start zaplanowano na październik 2018 r. Po siedmioletniej podróży moduł transferowy zostanie odrzucony, a pozostałe moduły dotrą do Merkurego w grudniu 2025 r.

Statek kosmiczny BepiColombo

Jako główny wykonawca z ramienia ESA, Airbus jest odpowiedzialny za projekt i budowę modułu Mercury Planetary Orbiter oraz pozostałych europejskich urządzeń na pokładzie sondy. Inżynierowie zaprojektowali statek kosmiczny w formie stosu, aby oba orbitery mogły polecieć do Merkurego jako jedna jednostka napędzana przez moduł MTM (Mercury Transfer Module), również zaprojektowany i zbudowany przez firmę Airbus.

Podróż z Ziemi na Merkurego wymaga wyhamowania statku kosmicznego, co umożliwia przyciągnięcie go przez grawitację Słońca, a przez to zmniejszenie rozmiaru orbity.  Aby osiągnąć prędkość umożliwiającą wejście na orbitę Merkurego, statek kosmiczny musi zwolnić o 7 km/s – jest to przyspieszenie siedmiokrotnie większe od wymaganego podczas podróży na Marsa. BepiColombo osiągnie to poprzez dziewięć przelotów w pobliżu planet (1 x Ziemia, 2 x Wenus, 6 x Merkury) oraz wykorzystanie elektrycznego systemu napędowego (opracowanego specjalnie na potrzeby misji), który zwolni prędkość lotu o 4 km/s. 

Po siedmiu latach podróży i 18 okrążeniach Słońca w celu wejścia na orbitę Merkurego moduł MTM zostanie odrzucony i zadania napędowe przejmie moduł Mercury Planetary Orbiter. Poprzez swobodny przechwyt grawitacyjny, stos wejdzie na orbitę planety, po czym będzie stopniowo schodził na niższe orbity naukowe. Moduł Mercury Magnetospheric Orbiter zostanie wprowadzony na swoją orbitę przed odrzuceniem osłony słonecznej, a Mercury Planetary Orbiter zejdzie niżej na orbitę docelową. Następnie orbitery przystąpią do najbardziej szczegółowych badań Merkurego, jakie dotychczas przeprowadzono.

Będzie gorąco

Merkury, który znajduje się zaledwie 58 milionów kilometrów od słońca, stanowi szczególne wyzwanie dla odwiedzających go statków kosmicznych. W czasie dnia powierzchnia planety  nagrzewa się do 450 stopni Celsjusza, co wystarcza do stopienia niektórych metali. Statek na orbicie musi zatem radzić sobie nie tylko z palącym żarem Słońca, ale również z promieniowaniem podczerwonym emitowanym przez rozgrzaną planetę.

W rezultacie inżynierowie firmy Airbus okryli każdą zewnętrzną powierzchnię modułu Mercury Planetary Orbiter - z wyjątkiem jednej strony radiacyjnej – wielowarstwową, wysokotemperaturową izolacją. Materiał ten, zbudowany z 50 warstw ceramiki i aluminium, został zaprojektowany specjalnie na potrzeby misji BepiColombo. Anteny wykonano z odpornego na ciepło tytanu pokrytego nowo opracowaną powłoką. Ponieważ MPO ma badać powierzchnię Merkurego, będzie zawsze zwrócony w stronę planety, żeby jego instrumenty mogły stale monitorować powierzchnię, a przeciwległy radiator będzie oddawał ciepło w głęboką przestrzeń kosmiczną.

Udział firmy Airbus

Głównym wykonawcą jest Airbus z Friedrichshafen w Niemczech, który odpowiada za opracowanie i wykonanie systemu, weryfikację funkcjonalną i ogólne zarządzanie projektem. Zespół ze Stevenage w Wielkiej Brytanii opracował strukturę i systemy termiczne modułu MPO oraz odpowiadał za projekt i budowę MTM. Airbus z Madrid-Barajas w Hiszpanii dostarczył strukturę MTM.

W systemie napędu elektrycznego wykorzystano dwa zespoły PPU (Power Processing Unit) opracowane przez Airbus w Tres Cantos w Hiszpanii. Te urządzenia o wadze 48 kg zapewniają po 5 kW mocy i zasilają silniki jonowe systemu napędu elektrycznego. Dwa zespoły PPU mogą jednocześnie zasilać 2 spośród 4 silników jonowych, w które wyposażony jest moduł napędowy.

Panel słoneczny MPO zbudowany przez Airbus z Ottobrunn w Niemczech to konstrukcja, która może działać w temperaturze nawet 190°C, z komponentami zaprojektowanymi specjalnie z myślą o skrajnie trudnych warunkach pracy. Panel słoneczny zapewnia 2 kW mocy. Kontrolę termiczną zapewnia unikatowa konstrukcja stanowiąca kombinację ogniw i reflektorów OSR (szklanych luster), która zajmuje 17 proc. powierzchni panelu. Bezpieczny zakres temperatur utrzymuje się poprzez kontrolowanie nachylenia i ciągłe obracanie panelu podczas okrążania Merkurego przez statek kosmiczny.

Panele słoneczne MTM, zbudowane przez Airbus z Leiden w Holandii, również mają konstrukcję wysokotemperaturową, z maksymalną temperaturą pracy sięgającą 190°C, i wykorzystują te same technologie, co MPO. Podczas zbliżania się do Słońca moc panelu słonecznego rośnie, czemu towarzyszy wzrost temperatury. Kiedy temperatura osiągnie 190°C (w odległości około 0,5 j.a.), panel trzeba nachylić, co zmniejsza obszar wystawiony na działanie światła słonecznego i ogranicza moc wyjściową. Dwa skrzydła mają łączną powierzchnię 40 m2 i masę 290 kg.

Źródło informacji i zdjęć: Airbus Defence&Space

Czytany 469 razy Ostatnio zmieniany sobota, 08 lipiec 2017 12:30

Artykuły powiązane

  • W WPT powstaje ScanSAT - pierwszy polski satelita obserwacyjny o wysokiej rozdzielczości.

    We Wrocławskim Parku Technologicznym wkrótce rozpoczną się prace nad pierwszym polskim satelitą do pozyskiwania z kosmosu zdjęć Ziemi w wysokiej rozdzielczości. To projekt start-upu Scanway, założonego przez twórców “kosmicznej wiertarki”. Wniosek o dofinansowanie satelity otrzymał pozytywną ocenę Narodowego Centrum Badań i Rozwoju, zajmując jednocześnie pierwsze miejsce w rankingu wszystkich ocenionych projektów w ramach prestiżowegoprogramu “szybka ścieżka”.

  • Airbus rozszerza program partnerski w zakresie wojskowej komunikacji satelitarnej w Azji.

    Airbus zaprosił firmę Planet Communications Asia Public Co., Ltd. (PlanetComm) do swojego programu partnerskiego w zakresie usług wojskowej komunikacji satelitarnej Skynet 5 i rozszerzył partnerstwo z firmą Speedcast. Na mocy umowy partnerskiej zarówno PlanetComm, jak i Speedcast będą oferować usługi Skynet w pasmach X oraz UHF w ramach swojego szerokiego portfela rozwiązań komunikacji satelitarnej.

  • Eni wykorzysta dane satelitarne obserwacji Ziemi oraz usługi świadczone przez Planetek Italia i Airbusa.

    Planetek Italia i Airbus Defence and Space zdobyły kontrakt na dostawę obrazów wysokiej rozdzielczości oraz usługi związane z obserwacją Ziemi przyznany przez Eni – włoską ponadnarodową spółkę naftowo-gazowniczą. Dzięki danym i usługom Eni uzyska informacje, które usprawnią prowadzone przez firmę działania lądowe i przybrzeżne.

  • Trwają prace nad platformą satelitarną - HyperSat.
    W 2020 r. może ruszyć seryjna produkcja mikrosatelitów HyperSat, które przygotowuje polska firma. HyperSat - jako uniwersalna platforma satelitarna - umożli realizację różnego rodzaju misji, np. telekomunikacyjnych czy obserwacyjnych - poinformowano w środę w Warszawie.
  • Japoński radar do profilowania chmur podłączany do statku kosmicznego w centrum satelitarnym Airbusa.

    EarthCARE, satelita misji zajmującej się badaniem chmur, aerozoli i promieniowania (Cloud, Aerosol and Radiation Mission) Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), znalazł się po raz pierwszy w jednym miejscu z radarem do profilowania chmur (Cloud Profiling Radar, CPR), japońskim wkładem w realizację misji, podczas przekazania instrumentu ESA w centrum satelitarnym Airbusa we Friedrichshafen (Niemcy). Airbus jest głównym wykonawcą prac zleconych przez ESA, które polegają na opracowaniu i budowie satelity EarthCARE.

  • Polacy współtworzą elementy konstelacji satelitarnej.
    Budowa konstelacji satelitów do radarowego obrazowania powierzchni Ziemi to zadanie fińskiego start-upu ICEYE, z którym współpracuje polska firma Creotech Instruments. W najbliższych pięciu latach powstanie od 20 do 30 satelitów, a pierwszy na orbitę ma trafić w 2017 r.

    ICEYE to fiński kosmiczny start-up, który działa na globalnym rynku od dwóch lat. Celem spółki jest stworzenie satelitarnego systemu radarowego zobrazowania Ziemi. Przewagą rozwiązania radarowego nad rozwiązaniami bazującymi na satelitarnych teleskopach optycznych jest możliwość dostarczania obrazów Ziemi niezależnie od panujących warunków atmosferycznych. Użyteczność satelitów optycznych w znacznym stopniu obniża np. zachmurzenie.

    "Fińska firma opracowała innowacyjny radar SAR (radar z tzw. syntetyczną aparaturą), który ma zostać zainstalowany na każdym z docelowych 20-30 satelitów. Tak duża konstelacja zapewni pełne zobrazowanie powierzchni naszej planety w trybie niemal ciągłym - 24 godziny na dobę" - informuje Creotech Instruments w przesłanym PAP komunikacie.

    Radar opracowany przez fińską firmę z powodzeniem przeszedł testy na samolotach i został dostosowany do montażu na satelitarnych platformach klasy mikro. Jest to kategoria satelitów o wadze od ok. 10 do nawet 150 kg.

    Spółka Creotech Instruments S.A. włączyła się w projekt ICEYE w połowie 2016 roku. W sterylnej hali montażowej w siedzibie polskiej firmy w Piasecznie powstaje obecnie elektronika pierwszego satelity radarowego z docelowej konstelacji. Instrument jeszcze w 2017 roku trafi na orbitę i zacznie testować opracowaną przez fińską spółkę technologię w warunkach kosmicznych. Creotech jest zaangażowany nie tylko w produkcję instrumentu, ale bierze także udział w dopracowywaniu szczegółów technicznych i technologicznych.

    Spółka ICEYE działa w tzw. nurcie New Space, którego cechą jest dążenie do komercyjnego wykorzystywania ogromnego potencjału technologii kosmicznych przy zachowaniu organizacyjnej zwinności i reżimu kosztowego charakterystycznego dla sektora start-up.

    Prezes Creotech Instruments dr Grzegorz Brona zwraca uwagę, że New Space oznacza wyjście poza wyśrubowane standardy bezpieczeństwa stosowane do tej pory w projektach satelitarnych prowadzonych przez największych światowych graczy.

    "Znaczna redukcja kosztów przedsięwzięć kosmicznych jest możliwa, ale wiąże się z akceptacją wyższego poziomu ryzyka. Bilans ekonomiczny jest jednak dodatni. Dzięki wielokrotnemu ograniczeniu budżetu projektu inwestorzy są w stanie zaakceptować fakt, że część satelitów nie będzie działała w sposób zadowalający. Stąd budowanie konstelacji ma nie tylko zapewnić lepszą dostępność usług np. zobrazowania satelitarnego, ale również zagwarantować niezawodność całego systemu opartego na satelitach działających w konstelacji" - tłumaczy Grzegorz Brona.

    "Dzięki współpracy z ESA (Europejską Agencją Kosmiczną - PAP) udało nam się pozyskać unikalne kompetencje" – mówi dr Brona. "Teraz idziemy krok dalej. Nawiązujemy współpracę z kosmicznymi firmami, które działają poza projektami ESA. Istotnie poszerza to rynek, na którym działamy. Współpracę z ICEYE traktujemy jako priorytet, bo do takich projektów od dłuższego czasu się przygotowywaliśmy. Seryjna produkcja komponentów dla konstelacji mikrosatelitów to jeden z naszych głównych celów biznesowych" – dodaje Brona.

    W 2017 roku na orbitę trafi pierwszy satelita ICEYE, z instrumentem radarowym w znacznej części wyprodukowanym przez Creotech. Do połowy 2018 roku planowane są kolejne dwa satelity. Produkcja i wyniesienie na orbitę trzech instrumentów pozwoli na przetestowanie systemu ICEYE i jego zoptymalizowanie celem wdrożenia w następnych latach 20-30 satelitów działających w dużej konstelacji i dostarczających wysokiej jakości zobrazowań Ziemi.

    Źródło informacji: PAP - Nauka w Polsce / http://naukawpolsce.pap.pl

  • Intelsat General zostaje dystrybutorem usług wojskowej komunikacji satelitarnej firmy Airbus.

    Intelsat General został partnerem Airbus Defence and Space w programie usług komunikacji satelitarnej Skynet 5. Na mocy umowy partnerskiej, Intelsat General będzie udostępniać usługi Skynet w pasmach X i UHF rządowi Stanów Zjednoczonych w ramach swojej oferty usług łączności mobilnej i satelitarnej.

  • Udany start europejskiego satelity Sentinel-2B do obserwacji Ziemi w kolorze.

    Europejski program Copernicus zyskał swoje „drugie oko”. We wtorek 7 marca o godzinie 02:49 czasu CET (6 marca o godzinie 22.49 czasu lokalnego) rakieta nośna Vega pomyślnie wystartowała z kosmodromu Kourou w Gujanie Francuskiej, wynosząc na orbitę satelitę opracowanego i zbudowanego pod kierunkiem firmy Airbus dla Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA).

  • Satelita Sentinel-2B gotowy do startu z Kourou – Copernicus zyska drugie oko.

    Sentinel-2B, kolejny europejskiego programu Copernicus, jest przygotowywany przez inżynierów firmy Airbus do startu z Kourou w Gujanie Francuskiej, który odbędzie się 7 marca 2017 r.


    Sentinel-2B będzie piątym satelitą wyniesionym na orbitę w ramach europejskiego programu monitorowania środowiskowego Copernicus, projektu realizowanego przez Komisję Europejską (EC) we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA). Satelity Sentinel dostarczają zdalnych danych o Ziemi, zapewniając kluczowe usługi operacyjne związane z ochroną środowiska i bezpieczeństwem.

    Sentinel-2B, zapewniający „kolorową wizję” na potrzeby programu Copernicus, będzie przekazywał obrazy optyczne w zakresie spektrum elektromagnetycznego rozciągającym się od światła widzialnego do podczerwieni. Z wysokości 786 km satelita o masie 1,1 tony będzie dostarczał obrazy w 13 pasmach widmowych z rozdzielczością 10, 20 i 60 metrów oraz polem widzenia o szerokości 290 km. Konstrukcję optyczną instrumentu multispektralnego (Multi Spectral Instrument, MSI) zoptymalizowano tak, aby uzyskać najwyższą jakość obrazu w bardzo szerokim polu widzenia.

    Struktura nośna i lustra teleskopu są wykonane z węglika krzemu, który zapewnia bardzo wysoką stabilność optyczną i minimalizuje zniekształcenia termiczne, co przekłada się na dużą geometryczną precyzję obrazu. Jest to rzecz bez precedensu w tej kategorii przetworników optycznych. Zgromadzone dane są używane do monitorowania użytkowania gruntów, uszczelniania gleby, gospodarki przestrzennej, rolnictwa, leśnictwa i katastrof naturalnych (powodzi, pożarów lasów, osuwisk, erozji), a także do wspierania misji humanitarnych. Satelity prowadzą też obserwację obszarów przybrzeżnych, jak również lodowców, pokrywy lodowej i śnieżnej.

    Misja Sentinel-2 przewiduje konstelację dwóch identycznych satelitów, Sentinel-2A i Sentinel 2B, umieszczonych na tej samej orbicie w odstępie 180 stopni w celu zapewnienia optymalnego zasięgu i transmisji danych. Satelity okrążają Ziemię co 100 minut, wspólnie obrazując wszystkie lądy ziemi, duże wyspy, wody śródlądowe i przybrzeżne co pięć dni. Sentinel-2A o identycznej konstrukcji został wystrzelony 23 czerwca 2015 r.

    Misja Sentinel-2 jest realizowana dzięki bliskiej współpracy między ESA, Komisją Europejską, przemysłem, dostawcami usług i użytkownikami danych. W jej przygotowaniu brało udział około 60 firm. Niemiecki oddział Airbus Defence and Space dostarczył satelity, francuski opracował instrumenty multispektralne, a hiszpański odpowiadał za mechaniczną strukturę satelitów.

    Misja jest wspierana przez francuską agencję kosmiczną CNES, która służy specjalistyczną wiedzą w zakresie przetwarzania i kalibracji obrazu, oraz przez niemieckie centrum lotniczo-kosmiczne DLR, które dostarczyło moduł komunikacji laserowej zbudowany przez Tesat Spacecom, niemiecką spółkę zależną firmy Airbus. Technologia ta umożliwia satelitom Sentinel-2 laserową transmisję danych do satelitów geostacjonarnych systemu EDRS (European Data Relay System) opracowanego przez Airbus na zlecenie ESA. Ta „kosmiczna infostrada” (SpaceDataHighway) umożliwia bardzo szybką transmisję dużych ilości danych, dzięki czemu informacje są szybciej udostępniane użytkownikom.

    Do lutego 2017 r. w serwisie Sentinels Scientific Data Hub zarejestrowało się łącznie 63 981 użytkowników. Do pobrania dostępnych jest około 484 000 zbiorów danych o łącznej objętości 585 TB. Społeczność użytkowników do tej pory pobrała 2,74 petabajta danych.

    Informacje o programie Copernicus

    Copernicus to najbardziej ambitny program obserwacji Ziemi. Będzie dostarczał dokładnych, aktualnych i łatwo dostępnych danych, które pozwolą usprawnić zarządzanie środowiskiem, zrozumieć i ograniczyć skutki zmian klimatycznych oraz zapewnić bezpieczeństwo cywilne. Inicjatywą kieruje Komisja Europejska (EC) we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną (ESA) oraz Europejską Agencją Środowiska (EEA). ESA odpowiada za kosmiczny segment programu, koordynację danych dostarczanych przez ponad 30 satelitów oraz – wspólnie z Eumetsat – za obsługę satelitów Sentinel, a EEA odpowiada za dane z czujników powietrznych i naziemnych. Komisja Europejska, działająca w imieniu Unii Europejskiej, odpowiada za ogólny przebieg programu, określanie wymagań i zarządzanie usługami.

    Satelity Sentinel

    ESA realizuje siedem misji Sentinel w ramach programu Copernicus, z których pierwsza – Sentinel-1A z instrumentem radarowym zbudowanym przez firmę Airbus – rozpoczęła się w kwietniu 2014 r. Satelity Sentinel zapewniają unikatowy zbiór danych obserwacyjnych, od całodobowych, niezależnych od pogody obrazów radarowych z satelity Sentinel-1 do zdjęć optycznych z satelity Sentinel-2. Airbus jest kluczowym partnerem programu Copernicus i głównym wykonawcą pięciu spośród siedmiu misji (Sentinel-2, -4, -5P, -5, -6). Firma miała też znaczny udział w budowie satelitów Sentinel-1 (instrument radarowy) oraz Sentinel-3 (radiometr mikrofalowy).

    Źródło informacji i zdjęć: Airbus Defence&Space

  • Chwytak polskich inżynierów może pomóc w łapaniu kosmicznych śmieci, w tym satelity Envisat.
    Mechanizm zaciskowy, który pomoże w łapaniu kosmicznych śmieci projektują polscy inżynierowie z SENER Polska. Ich chwytak ma szansę na złapanie m.in. największego kosmicznego śmiecia: ważącego ponad 8 ton satelity Envisat.

Skomentuj

Twój komentarz zostanie opublikowany po akceptacji administratora.

Top