ELaNa 41 | Astra Rocket 3.3 | Everyday Astronaut⁠⁠

1 февраля 2022 г., 8 минут чтения

Первоисточник:

Изображение предоставлено : Астра / Брэди Кеннистон.

Окно запуска (возможны изменения)
05 февраля 2021 г. – 18:00–21:00 UTC | 13:00–16:00 по восточному поясному времени
Название миссии
ELaNa 41 ( образовательный запуск наноспутников 41) в рамках контракта NASA VCLS Demo 2 .
Поставщик запуска (какая ракетная компания запускает?)
Astra
Клиент (Кто за это платит?)
NASA
Ракета-носитель
Rocket 3.3 - LV000 8
Место запуска
Космический стартовый комплекс 46 (SLC-46),база Space Force на мысе Канаверал, Флорида, США
Масса полезной нагрузки
Неизвестно , до 50 кг на солнечно-синхронной орбите высотой 500 км.
Куда выводится полезная нагрузка?
На низкую околоземную орбиту (НОО) высотой 500 км с наклонением 41°
Будут ли они пытаться восстановить первую ступень?
Нет, это не способность Astra
Где приземлится первая ступень?
Первая ступень рухнет в Тихий океан
Будут ли они пытаться восстановить обтекатели?
Нет, это не способность Astra
Эти обтекатели новые?
Да
Как выглядит погода?
Погода в настоящее время готова к запуску на 60%
( по состоянию на 03 февраля 2022 г. — 13:00 UTC ) .
Это будет:
— 1-й запуск Astra в 2022 г.
— 1-й запуск Astra с SLC-46
— 3-й коммерческий запуск Astra
— 5-й запуск Astra Rocket 3
— 12-я попытка орбитального запуска в 2021 г.
Где смотреть
— Официальная прямая трансляция NASA Spaceflight будет указана здесь после того, как станут доступны
— Прямые обновления в аккаунте Astra в Твиттере.

Что все это значит?

Astra запускает следующую полезную нагрузку в космос на ракете Rocket 3.3. ELaNa 41 является частью программы НАСА VCLS Demo 2 и предоставит четыре полезные нагрузки для исследований и демонстрации технологий, три из университетов и одну из Космического центра Джонсона NASA, а также возможность отправиться на орбиту на ракете Astra Rocket 3.3 LV0008. Этот запуск станет первым запуском Astra с космического побережья на космодроме 46 (SLC-46) на базе Space Force на мысе Канаверал во Флориде, США.

Контракт VCLS Demo 2

Контракт NASA Venture Class Launch Services Demonstration 2 (VCLS Demo 2) является вторым контрактом VCLS с VCLS Demo 1, заключенным с Firefly Space Systems, Rocket Lab USA и Virgin Galactic LLC еще в 2015 году. Пять лет спустя, в декабре 2020 года, NASA заключили контракты на демонстрацию VCLS 2 с компаниями Astra Space, Firefly Black LLC и Relativity Space.

Контракты VCLS Demo 1

Контракты VCLS Demo 2

Полезная нагрузка ELaNa 41

ELaNa — это инициатива, предложенная NASA и управляемая Программой пусковых услуг (LSP) в Космическом центре Кеннеди NASA. Основной целью этой программы является сотрудничество с университетами по всей территории США для разработки, производства и запуска исследовательских спутников в космос. ELaNa приближает студентов университетов к реальным космическим миссиям, давая им возможность погрузиться и участвовать в процессе от А до Я, от проектирования и сборки CubeSat до их запуска и эксплуатации.

ELaNa 41 даст четырем CubeSat возможность запускаться на ракете Astra Rocket 3.3. Три из этих CubeSat получены из университетов, а один — из Космического центра НАСА имени Джонсона в Хьюстоне, штат Техас:

BAMA-1 - Университет Алабамы, Таскалуса, Алабама

INCA - Государственный университет Нью-Мексико, Лас-Крусес, Нью-Мексико

QubeSat - Калифорнийский университет, Беркли

R5-S1 - Космический центр имени Джонсона НАСА, Хьюстон, Техас

Совсем недавно, в декабре 2021 года, CubeSat CURIE, также принадлежащий Калифорнийскому университету в Беркли, также должен был полететь в рамках миссии ELaNa 41, но из-за того, что он не был готов вовремя для окончательной интеграции на заводе Astra в Аламеде в декабре, он не будет частью ELaNa 41. CURIE в конечном итоге окажется в космосе, все еще имея право летать в более поздней миссии ELaNa.

BАМА-1

BAMA-1, разработанный и собранный UASpace в Университете Алабамы, представляет собой спутник CubeSat высотой 3U весом 2,5 кг (5,5 фунта) и представляет собой спутник для демонстрации технологий. После выхода из второй ступени LV0008 BAMA-1 развернет свой тормозной парус площадью 1 кв.м, изготовленный из прозрачного майлара, чтобы значительно сократить время схода с орбиты. Он будет развернут из хвостовой части спутника формата 1U с использованием обычных материалов, которые можно купить в любом хозяйственном магазине. Команды ожидают, что время схода с орбиты составит около 2-3 месяцев по сравнению с 5 годами, если бы спутник не имел тормозного паруса.

Команды будут работать вместе и координировать свои действия с Объединенным центром космических операций (JSpOC) и 18-й эскадрильей управления космическим пространством, чтобы выяснить, когда лучше всего развернуть тормозной парус. Это связано с тем, что BAMA-1 должен безопасно сходить с орбиты, не пересекая траекторию любого другого спутника в непосредственной близости от них.

BAMA-1 CubeSat готов к окончательной интеграции во вторую ступень Rocket 3.3. (Предоставлено: Университет Алабамы)

Чет Уилтшир (руководитель группы управления и обработки данных) и Эбби Фидер (менеджер проекта) держат прозрачный майларовый парус площадью 1 м2 перед установкой. (Предоставлено: Университет Алабамы)

BAMA-1 CubeSat компании UASpace с развернутой системой тормозных парусов. (Предоставлено: Университет Алабамы)

Запуск, развертывание и сход с орбиты BAMA-1 — это только последний этап проекта для студентов UASpace, студенческого клуба, где от 40 до 50 студентов бакалавриата работали над различными аспектами проектирования и создания спутника, включая сложные полеты. - и программное обеспечение. UASpace уже работает над BAMA-2, который улучшит BAMA-1, используя собранные данные для улучшения анализа будущего срока службы и оценок для моделей с более высокой точностью.

INCA

Анализатор содержания нейтронов в ионосфере (INCA) представляет собой спутник CubeSat формата 3U с направленным детектором нейтронов на основе кремниевого фотоумножителя (SiPM), разработанный Университетом Нью-Гэмпшира и построенный Центром космических полетов имени Годдарда НАСА. Цель этой научной исследовательской миссии — собрать данные о спектре нейтронов на низкой околоземной орбите для улучшения моделей и прогнозов космической погоды, поскольку текущие данные ограничены высотными аэростатами. INCA станет первым спутником на низкой околоземной орбите с детектором нейтронов.

Ян Макнейл тестирует развертываемую солнечную батарею INCA.

(Источник: Марк Робертс, Государственный университет Нью-Мексико)

QubeSat

QubeSat — единственный CubeSat формата 2U в миссии ELaNa 41. Это также демонстрационная технологическая миссия, основная цель которой — протестировать, квалифицировать и увидеть, какое влияние низкая околоземная орбита оказывает на квантовый гироскоп. Разработанный исследователями из Калифорнийского университета в Беркли, QubeSat исследует применение квантового гироскопа с использованием центров азота и вакансий в алмазах. Азотно-вакансионные центры в алмазах представляют собой точечные дефекты, в которых атом углерода замещен атомом азота, а другой соседний атом углерода отсутствует в структуре алмаза. Этот азотно-вакансионный центр обладает измеримыми квантовыми свойствами, что позволяет сформировать гироскоп, измеряющий угловой момент. Это приложение особенно интересно, поскольку оно может еще больше уменьшить размеры гироскопов для использования в и без того небольших спутниках CubeSat.

QubeSat, разработанный исследователями Калифорнийского университета в Беркли. (Источник: Калифорнийский университет в Беркли)

R5-S1

R5-S1 — еще один CubeSat формата 3U на ELaNa 41, разработанный Космическим центром NASA имени Джонсона в Хьюстоне. Его цель — продемонстрировать и проверить быстрое и экономичное создание CubeSats. Кроме того, он пытается продемонстрировать ключевые технологии для инспекции в космосе, которые могут помочь еще больше повысить безопасность пилотируемых космических исследований. Благодаря экономичному подходу R5-S1 также может продемонстрировать более дешевый способ тестирования и проверки таких технологий, как высокопроизводительные компьютеры, камеры, программное обеспечение и новый метод связи.

3U CubeSat R5-S1, разработанный Космическим центром NASA имени Джонсона в Хьюстоне. (Источник: Сэм Педротти, Космический центр имени Джонсона НАСА)

Хронология миссии*

*время событий приблизительно

Astra Rocket 3.3 — LV0008*

Эта Rocket 3.3, также известная как LV0008, является третьей итерацией третьей версии их ракеты-носителя Astra, при этом Rocket 3 , Rocket 3.1 и Rocket 3.2 предшествовали Rocket 3.3.

Серия Rocket 3 — это серия орбитальных ракет Astra, а LV0008 — их 8-я ракета. Имея высоту 13,1 м (43 фута), диаметр 1,32 м (4,3 фута) и грузоподъемность около 50 кг на солнечно-синхронной орбите (SSO) на расстоянии 500 км, он относится к тому же классу, что и ракеты-носители под названием Electron от Rocket Lab.

Rocket 3.2 вскоре после старта с площадки 3B. (Предоставлено: Astra / Джон Краус )

Эта двухступенчатая ракета оснащена двигателями RP-1 на топливной паре LOx. На первой ступени будут использоваться пять двигателей Delphin с электрическим насосом, которые развивают общую тягу ~ 145 кН (~ 32 500 фунтов силы) на старте. Вторая ступень приводится в действие одним двигателем с подачей под давлением, который будет развивать тягу ~ 3,3 кН (740 фунтов силы) в вакууме. Поскольку Astra — довольно скрытная компания, они не обнародовали никакой технической информации о своих двигателях, такой как ISP (удельный импульс), TWR (отношение тяги к весу) или давление в камере сгорания. Алюминиевый корпус и баки Rocket 3 имеют некоторое сходство с космическими аппаратами SpaceX с его сварными кольцами из нержавеющей стали.

Еще одной уникальной характеристикой является то, что ракеты Astra серии Rocket 3 помещаются в стандартный транспортный контейнер и могут буксироваться грузовиком. Чтобы установить ракету на ее мобильную пусковую конструкцию, требуется всего несколько человек наземного вспомогательного персонала и около недели, чтобы пройти проверку, генеральную репетицию и проверку готовности к запуску. Цель Astra на будущее — сократить время, необходимое для установки ракеты, до 24 часов, чтобы она могла удовлетворить потребности некоторых особых клиентов, которым требуется быстрый график запуска для своих полезных нагрузок.

*Информация основана на пресс-ките о запуске Astra LV0007.

Отличия от более ранних ракет Rocket 3 Series

Astra модернизировала свои ракеты серии 3, запуск за запуском, и то же самое относится и к этой ракете. После неудачного полета LV0006 в Astra были внесены следующие изменения для обеспечения успешного полета:

- Реконфигурация их системы подачи топлива для предотвращения смешивания топлива и -окислителя в случае утечки.

- Модификация механизма подачи топлива для снижения риска утечек.

- Процедуры проверки были улучшены для процессов проектирования и эксплуатации.

Кроме того, Крис Кемп, генеральный директор Astra, заявил в интервью NASA Spaceflight, что при переходе с LV0005 на LV0006 баки первой ступени были увеличены для повышения общей грузоподъемности.

Rocket 3.2 рядом с Rocket 3.3 LV0006. (Фото: Стэнли Креатив)

Потери ракет

Astra запустила две ракеты орбитального класса в попытке выйти на орбиту. До сих пор все эти запуски не достигли орбиты, а последний, Rocket 3.2, не добрал до орбиты примерно 500 м/с. Его вторая ступень благополучно вернулась в атмосферу, не завершив один полный оборот вокруг Земли.

Rocket 3.0: потеря ракеты при наземных испытаниях из-за заедания клапана в открытом положении при разборке машины.

Rocket 3.1 : FTS (система прекращения полета) активировала на 21 секунде в полете из-за проблемы с программным обеспечением в системе наведения.

Rocket 3.2 : Ракета 3.2 не смогла выйти на орбиту с недобром скоростьи ~ 500 м/с из-за неправильной смеси топлива и окислителя на второй ступени.

Rocket 3.3 : LV0006 был остановлен в Т+2:31 после отказа одного из двигателей менее чем через 1 с после зажигания из-за воспламенения вытекшего топлива и окислителя в системе подачи топлива, более известного как быстрое отключение, на базе ракеты.

Видеозапись запуска LV0006 Astra и отказа системы быстрого отсоединения, что привело к потере одного двигателя. (Источник: кадры предоставлены NASASpaceflight LLC и Astra Space Inc. )

Первоисточник: