Deep Space 1

Wikipedia

Piirros: Deep Space 1 käyttää ionimoottoriaan lähestyessään komeetta 19P/Borrellya
Suurenna
Piirros: Deep Space 1 käyttää ionimoottoriaan lähestyessään komeetta 19P/Borrellya
Deep Space 1:n ionimoottori
Suurenna
Deep Space 1:n ionimoottori

NASAn Deep Space 1 - avaruusluotain laukaistiin 28. lokakuuta 1998 Cape Canaveralista, Floridasta.

Vaikka Deep Space 1 olikin menestys, siitä ei juuri Suomessa uutisoitu. Tämä johtuu ehkä siitä, että se oli enemmänkin uuden tekniikan kokeilua. Luotain ei varsinaisesti löytänyt mitään uutta tietoa. Luotain testasi 12 edistynyttä teknologiaa.

Luotaimen 3 päätehtävää olivat testata:

  • uutta ionimoottoria.
  • automaattista ohjausjärjestelmää sekä
  • automaattisia järjestelmänkorjauksia.

Lisäksi luotain ohitti lähietäisyydeltä asteroidi Braillen ja komeetta Bolleryn. Luotain onnistui lähes täydellisesti, ja se hylättiin lopulta 18. joulukuuta 2001.

Deep Space 1:ssä (kuva 1) on käytetty monia vielä kokeiluasteella olevia ratkaisuja, joista merkittävin on aluksen moottorina oleva ionimoottori (kuva 2). Ensimmäisenä takaiskuna koettiin luotaimen pääasennonmäärittelyjärjestelmän rikkoutuminen. Varajärjestelmän käyttö johti ylimääräiseen polttoaineen kulutukseen, joten tutkijat kehittivät menetelmän, jolla pääjärjestelmä voitiin korvata aluksen tiedekameralla. Kaikkein erikoisinta on se, että kaikki aluksen uudet ja vielä prototyyppiasteella olevat laitteet toimivat tyydyttävästi ja suoriutuvat tehtävistään. Itse alus on kooltaan 1,1 m x 1,5 m ja sen aurinkopaneelit ulottuvat 11,8 metrin etäisyydelle aluksesta. Lähtiessä Deep Space 1:n massa oli 490 kg. Toinen merkittävä uutuus Deep Space 1:ssä on uusi aurinkokennotekniikka, jonka avulla hyötysuhdetta saatiin parannettua 15-20 %. Nämä uutta tekniikkaa edustavat paneelit tuottavat jopa 2,4 kw:n sähkötehon.

Ionimoottori käyttää polttoaineenaan ksenonia, joka ionisoidaan ja kiihdytetään suureen nopeuteen voimakkaan sähkökentän avulla. Ksenonin virtausnopeus voi olla jopa 35 km/s eli noin 12 kertaa suurempi kuin perinteisellä vety-happikäyttöisellä rakettimoottorilla. Ionimoottorin kehittämä työntövoima on hyvin heikko, mutta sen vähäinen polttoaineen kulutus mahdollistaa pitkän, tuhansien tuntien käyttöiän. Tämä puolestaan mahdollistaa hyvin suuret nopeudet. Yksi uutuuksista oli luotaimen ohjausjärjestelmä, joka kykenee tunnistamaan kohteen itsenäisesti ja ohjaamaan luotaimen sen läheisyyteen. Tekniikan käyttäminen avaruusaluksessa oli aivan uutta. Luotaimen ohjelmistot pystyivät suorittamaan annettuja tehtäviä pelkästään maasta lähetettyjen viitteellisten ohjeiden perusteella. Deep Space 1:n tietokoneissa on jonkin verran keinoälyä mukana. Luotain muuttuu lennon edistyessä aina vain älykkäämmäksi, sillä sen ohjelmistoja päivitetään muutaman kuukauden välein.

Deep Space 1 valvoo omaa tilaansa jatkuvasti. Tässäkin suhteessa se on erilainen kuin muut luotaimet, sillä normaalisti luotaimet lähettävät valtavan määrään numeerista informaatiota, josta tutkijoiden on pääteltävä aluksen kunto. Tämä tapa on erittäin kallis, sillä kuntoraportit on vastaanotettava samoilla Deep Space Networkin antenneilla kuin varsinainen mittausdatakin. DS 1 lähettääkin jatkuvaa signaalia, joka on moduloitu eri korkuisilla äänillä. Vastaanotto onnistuu pienellä 10 metrin antennilla. Tutkijat tietävät että alus on kunnossa ellei hälytysääntä kuulu. Havaintolaitteina luotaimessa on kamera ja PEPE (Plasma Experiment for Planetary Exploration). Kamera toimii mustavalkoisena näkyvän valon alueella ja kykenee ottamaan kuvia myös infrapuna- ja ultraviolettialueella sekä tuottamaan spekrejä infrapuna-ultaraviolettialueilla. PEPEllä voidaan mitata luotaimen ympäristön hiukkasten ominaisuuksia. Lisäksi sillä tutkitaan luotaimen moottorin ja aurinkotuulen hiukkasten vuorovaikutusta toisiinsa. DS 1:n hiukkasilmaisimilla saadaan tietoa ionimoottorin toiminnasta ja sen vaikutuksesta ympäröivän avaruuden hiukkasiin. Deep Space 1 tulee suorittamaan joitakin komeettojen ohilentoja, vaikkei sitä olekaan suunniteltu siihen. Koska luotaimen ionimoottori ei ole käytössä ohilennon aikana, luotainta ympäröivät komeetasta olevat hiukkaset. Mittalaitteet kykenevät rekisteröimään hiukkasten ominaisuudet, mikäli nämä ovat sähköisesti varautuneita tai ionisoituneita.

Luotain on mennyttä ilman hydratsiinia, jota tarvitaan luotaimen asennon säätöön. Hydratsiinin loputtua luotain kääntyy niin, että sen aurinkopaneelit eivät enää saa tarpeeksi valoa tuottaakseen riittävästi energiaa luotaimen laitteistolle, jolloin akkujen varaus lopahtaa ja luotain hiljenee jääden kiertämään Aurinkoa muiden aurinkokunnan kappaleiden tapaan.

[muokkaa] Tietoja

  • Kokonaispaino: 486 kg (sisältäen ajoaineen)
  • Kokonaishinta: 149,7 miljoonaa dollaria
  • Kehitystyön hinta: 94,8 miljoonaa dollaria
  • Kokonaisteho: 2500W (Josta 2100W oli ionimoottorin työntöteho)