Поиск по сайту:

Быстрый переход на страницы

Погода в Мирном

Сайты о космодроме "Плесецк" и городе Мирный:
• Официальный сайт Администрации г.Мирный
• Информационный портал космодрома "Плесецк"
• "Вестник космодрома"
• Сайт для тех, кто скучает по Мирному
• MIRNIN - Первый форум Мирного

Космодром "Плесецк" | Космический аппарат GOCE

Космический аппарат GOCE

КА GOCE на орбите. Автор: ESA www.esa.int

КА GOCE на орбите
www.esa.int

КА GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer), разработанный ЕКА, предназначен для исследования одной из фундаментальных сил природы - гравитационного поля. Инновации, реализованные в конструкции КА, позволят выполнить картографирование гравитационного поля Земли с непревзойденной точностью. Это наиболее продвинутая космическая программа по исследованию гравитации из существовавших до этого дня: КА GOCE предоставит широкий спектр возможностей в прикладных областях океанографии, физики Земли, геодезии и исследованиях уровня Мирового Океана, а также позволит лучше понимать процессы, влияющие на изменение климата Земли.

Принято считать, что сила гравитации на поверхности Земли - величина постоянная, но на самом деле значение величины ускорения свободного падения варьируется в разных местах. Это колебание зависит от различных факторов, как, например, вращение Земли, расположение горных массивов и океанских впадин, а также вариации плотности глубинных слоев Земли.

КА GOCE измерит гравитационное поле. Автор: ESA www.esa.int

КА GOCE измерит гравитационное поле
www.esa.int

Программа работы КА GOCE рассчитана на 20 месяцев, в течении которых спутник будет картографировать вариации величины ускорения свободного падения в глобальном масштабе с высокой точностью. Результаты измерений позволят построить уникальную модель геоида, в которой поверхность эквивалентна гравитационному потенциалу, заданному гравитационным полем. Эта модель послужит ключевым элементом в точном исследовании океанских течений и изменений уровня Мирового Океана, оказывающих влияние на изменение климата Земли. Данные, собранные в ходе космической программы GOCE, также помогут лучше понять процессы, происходящие в недрах Земли, и найдут практическое применение в геодезии и нивелировании.

Цели программы GOCE:

построить глобальную модель гравитационного поля Земли с высоким пространственным разрешением (менее 100 км)
определить аномалии гравитационного поля с точностью 1 миллигал ( 1 мГал = 10^-5 м/с²)
определить поверхность геоида с точностью 1-2 см.

Конструкция КА GOCE

Обтекаемый элегантный аэродинамический дизайн КА GOCE выделяет его среди других космических аппаратов. В целях предотвращения влияния работы собственных механизмов на точность результатов измерения гравитационного поля, в конструкции GOCE отсутствуют какие бы то ни было движущиеся части, характерные для большинства ИСЗ. Таким образом, спутник вместе с научным оборудованием составляет единый прибор для измерения гравитационного поля.

Для получения наиболее сильного сигнала орбита спутника должна быть как можно ниже, поэтому GOCE был разработан чтобы скользить над Землей на высоте "всего" 250 км. Его тонкий вытянутый корпус обеспечивает минимизацию сопротивления атмосферы, которая еще присутствует на такой высоте.

Длина спутника - 5 метров, площадь сечения миделя - около 1 м², масса - около 1050 кг. КА GOCE симметричен относительно горизонтальной плоскости и имеет два небольших стабилизатора для обеспечения дополнительной аэродинамической устойчивости. На орбите спутник всегда ориентирован на Солнце одной стороной. Электропитание бортового оборудования обеспечивают шесть трехкаскадных арсенид-галлиевых солнечных батарей: четыре на корпусе и две боковые ("крылья"). Из-за особенностей ориентации спутника на орбите (одна сторона всегда на Солнце), в конструкции использованы материалы, выдерживающие значительный перепад температур: от +160^oС до -170^oС.

КА GOCE оборудован тремя парами сверхчувствительных акселерометров, сориентированных по трем осям, что позволяет отслеживать малые отклонения значения ускорения свободного падения во время орбитального полета. Три оси градиометра позволяют в один момент времени замерять шесть независимых, но при этом комплиментарных, компонент гравитационного поля.

На каждом из "крыльев" установлено по одной антенне S-диапазона: одна направлена вперед по движению, вторая назад, что обеспечивает радиопокрытие в 360^o. На "крыле", направленном вверх, установлено две антенны приемника GPS.

Внутренние элементы конструкции КА в основном выполнены из усиленных углепластиковых сэндвич-панелей, обеспечивающих сохранение стабильного состояния под воздействием перепада температур и, в то же время, снижение массы конструкции. В центре масс спутника установлен градиометр. Режим терморегулирования - пассивный. Внутреннее оборудование защищено от перегретых солнечных панелей многослойной теплоизоляцией. Холодная сторона спутника, находящаяся в тени от Солнца, в основном, используется как радиатор, для отвода тепла от внутренних элементов конструкции. Вся внешняя обшивка аппарата защищена от потоков высокоатомного кислорода, для предотвращения стремительной эрозии на столь низкой орбите.

Основные характеристики КА GOCE

Назначение	Исследование гравитационного поля Земли и стационарной циркуляции Мирового океана
Орбита	Низкая квазикруговая околоземная гелиосинхронная орбита на границе света и тени
Наклонение орбиты	96.7^o
Высота орбиты, км	285.4
Эксплуатационный ресурс	~20 месяцев, включая приемо-сдаточный и калибровочный этап (3 месяца), за которым последуют этапы научных измерений, в продолжительности которых учтено пребывание в дежурном режиме при длительном полете в тени
Масса, кг	~1052 (с учетом массы топлива (ксенон, 40 кг)
Особенности конструкции	Конструкция в виде единого жесткого восьмигранника длиной ~5 м и диаметром ~1 м с неподвижными панелями солнечных батарей и отсутствием движущихся элементов. Вместе с системой измерительно- управляющих элементов спутник образует единый прибор для измерения параметров гравитационного поля. С целью снижения лобового сопротивления площадь продольного сечения (т. е. сечения в направлении полета) сведена к минимуму. Предусмотрены пассивные хвостовые стабилизаторы.
Целевая аппаратура	Градиометр, 3 пары трехосевых емкостных датчиков перегрузки с сервоуправлением (в каждой паре датчики разнесены на ~0,5 м); 12-канальный двухчастотный GPS-приемник геодезического качества; Уголковый лазерный отражатель, обеспечивающий слежение за КА с помощью наземных лазеров.
Стабилизация	Трехосная
Мощность бортовой системы энергоснабжения	>1300 Вт (выходная мощность солнечных батарей) в конце срока эксплуатации; имеется батарея литий-ионных аккумуляторов емкостью 78 Ач.
Мощность модуля целевой аппаратуры	9 кВт
Тип двигательной установки	На основе ксенона в качестве топлива
Характеристики командно- телеметрической системы	Рабочий диапазон - S; скорость передачи информации в канале "борт - Земля" 1,2 Мбит/с, в канале "Земля - борт" 4 кбит/с.
Ракета-носитель	"Рокот" с разгонным блоком "Бриз-КМ".
Место запуска	Космодром "Плесецк"
Владелец и оператор	Европейское космическое агентство
Подрядчик на пусковые услуги	Eurockot Launch Services GmbH
Изготовители КА	Thales Alenia Space (Италия) - генподрядчик на создание КА; EADS Astrium GmbH (ФРГ) - подрядчик на создание платформы; Thales Alenia Space (Франция) - разработчик и изготовитель градиометра; ONERA (Франция) - датчики перегрузок, системная поддержка. Главная группа в составе перечисленных выше фирм руководит консорциумом, образованным 41 предприятием из разных стран Европы.
Изготовитель ракеты-носителя	Государственный космический научно-производственный центр имени М. В. Хруничева (Москва, РФ)

Запуск КА GOCE

Первоначально запуск КА GOCE планировался на 10 сентября 2008 г. Однако, из-за обнаруженных неисправностей в РБ "Бриз-КМ", дата пуска была перенесена на 5 октября 2008 г., затем на 27 октября 2008 г, далее на 16 марта 2009 г в 17:21:17 ДМВ.

16 марта 2009 г запуск КА был отменен за 7 секунд до старта из-за нераскрытия створки дверей башни обслуживания. Пуск РН "Рокот" был перенесен на 24 часа. К вечеру специалистами неисправное реле, отвечающее за открытие створки, было заменено. 17 марта, во избежание повторения ситуации, была изменена циклограмма пуска и створки дверей башни обслуживания открыли за 4 часа до старта.

РН "Рокот" с КА GOCE успешно стартовала 17 марта 2009 г 17:21:17 ДМВ с площадки 133 космодрома "Плесецк". Спустя полтора часа РБ "Бриз-КМ" доставил спутник на целевую орбиту. Космическая программа GOCE перешла в фазу практического применения.

Циклограмма выведения КА GOCE

МДВ	Пусковое время	Событие
11:21:00	Т-6ч	Подтверждение госкомиссией готовности к пуску, начало предстартового отсчета
14:21:00	Т-3ч	Включение гироскопов РН
16:51:00	Т-30 мин	Начало автоматического цикла предпусковой подготовки
17:17:00	--	Завершение отвода башни обслуживания
17:18:00	Т-3 мин	Точка "невозврата", последняя возможность отмены пуска по сигналу с КА
17:21:03	00:00:00	Начало космической программы GOCE
17:21:14	0:00:11	Зажигание двигателя первой ступени
17:21:17	0:00:14	Контакт подъема
17:23:19	0:02:16	Отделение первой ступени
17:24:07	0:03:04	Сброс створок головного обтекателя
17:24:22	--	Первая возможность приема сигнала с КА GOCE станцией в Свалбарде (норма, если нет сигнала)
17:26:01	0:04:58	Отсечка тяги двигательной установки (ДУ) второй ступени
17:26:12	0:05:19	Отделение второй ступени
17:26:28	0:05:25	Первое включение ДУ РБ "Бриз-КМ"
17:28:23	0:07:20	Выход из зоны радиовидимости
17:35:35	0:14:32	Отключение ДУ РБ "Бриз-КМ"
--	--	Пассивный участок выведения
18:39:27	1:18:24	Второе включение ДУ РБ "Бриз-КМ"
18:39:40	1:18:37	Отключение ДУ РБ "Бриз-КМ"
18:50:43	--	Вхождение в зону радиовидимости (станция в Щелково)
18:51:35	1:29:40	Команда на отделение КА GOCE (выдается системой управления РБ "Бриз-КМ")
18:51:57	1:30:32	Получение сигнала с КА GOCE через станцию Кируна (из состава сети ESTRACK)
18:53:00	--	Подтверждение отделения ЦУПом Европейского центра космических операций (ESOC)