Near-Earth Asteroid Scout ( NEA Scout ) — кубсат класса 6U, один из десяти малых космических аппаратов , запущенных 16 ноября 2022 года в первом полёте ракеты-носителя SLS в качестве дополнительной полезной нагрузки миссии « Артемида-1 » . NEA Scout был проектом НАСА по разработке недорогого средства изучения сближающихся с Землёй астероидов с помощью управляемого солнечного паруса .

Целью миссии был назначен астероид 2020 GE , в зависимости от даты запуска или других факторов цель могла быть изменена . После развёртывания солнечного паруса NEA Scout должен был совершить серию облётов Луны, чтобы достичь оптимальной траектории вылета, прежде чем начать своё двухлетнее путешествие к астероиду.

18 ноября 2022 года, через два дня после запуска, связь с космическим аппаратом была потеряна . НАСА отправило экстренные команды на раннее развёртывание солнечного паруса. В случае успеха развёрнутый парус был бы виден в телескопы с Земли, но по состоянию на декабрь 2022 года не было никаких признаков того, что произошло развёртывание, NEA Scout считается потерянным .

Обзор

Проект NEA Scout был разработан совместно Космическим центром имени Джорджа Маршалла (MSFC) и Лабораторией реактивного движения (JPL) при поддержке Центра космических полетов Годдарда , Космического центра Линдона Б. Джонсона (JSC) , . Исследовательскую программу возглавили Джули Кастильо-Рогез из NASA JPL и Лес Джонсон из NASA MSFC .

Миссия финансировалась управлением НАСА по исследованию и планированию миссий с участием человека ( англ. Human Exploration and Operations Mission Directorate, (HEOMD) . Астероиды, сближающиеся с Землей (АСЗ) представляют интерес для науки и НАСА рассматривает возможность пилотируемых полётов для их исследования. Предварительный сбор данных о таких астероидах с помощью сравнительно недорогих автоматических аппаратов и их последующий анализ позволят минимизировать риски будущих миссий и получить информацию о необходимых для них инструментах. Изучение околоземных астероидов диаметром более 20 метров также имеет большое значение для планирования стратегий защиты от столкновений с Землёй потенциально опасных объектов .

Цели

Миссия НАСА по исследованию АСЗ должна была продемонстрировать возможность изучения астероида с малыми затратами, посредством чрезвычайно маленького космического аппарата, приводимого в движение солнечным парусом . Цель состояла в том, чтобы разработать решение, с помощью которого можно было бы заполнить пробелы в знаниях об малых АСЗ, имеющих размеры в диапазоне 1-100 м . АСЗ этого размера плохо изучены из-за проблем, связанных с их обнаружением, наблюдением и отслеживанием в течение длительных периодов времени. Предполагается, что астероиды размером от 1-100 м являются фрагментами, оставшимися от более крупных объектов. Однако было также высказано предположение, что эти объекты на самом деле могут быть рыхлыми конгломерациями более мелких обломков . Информация о строении околоземных астероидов имеет большое значение для прогнозирования последствий их возможных столкновений с Землёй.

Целью миссии был астероид 2020 GE, который в сентябре 2023 года будет находиться на минимальном расстоянии от Земли. Используя гравитационный манёвр в поле притяжения Луны и солнечный парус NEA Scout должен был приблизиться к астероиду на расстоянии около 1,5 км и пролететь над ним со скоростью менее 30 метров в секунду — медленнее, чем любой другой, сближавшийся с астероидом космический аппарат. Единственным инструментом для исследования астероида, установленным на аппарате, была 14-мегапиксельная камера, которая должна была снимать объект с очень высоким разрешением, до 10 см на пиксель . В случае успеха миссии астероид 2020 GE, имеющий диаметр не более 18 метров, стал бы самым маленьким объектом, когда-либо исследованным космическим аппаратом .

Статус

На 17 ноября 2022 года отсутствовала информация о двух из десяти кубсатов, запущенных в миссии « Артемида-1 » в качестве попутной нагрузки, в том числе об аппарате NEA Scout . По состоянию на 18 ноября 2022 года (через два дня после запуска) связь с аппаратом установить не удалось . Попытки передать на борт аппарата команды на развёртывание солнечного паруса закончились неудачей, по состоянию на декабрь 2022 года NEA Scout считается потерянным .

Полезная нагрузка

Кубсат NEA Scout был оснащён монохроматической камерой высокого разрешения для съёмки объекта при пролёте на малом расстоянии. Камера была разработана по индивидуальному заказу лабораторией реактивного движения (JPL) , её конструкция основана на контекстной камере (OCO-3), разработанной в JPL NASA и установленной на модуле Кибо МКС . Камера на NEA Scout имела специально созданную прошивку для первичного анализа изображений, коммерческий объектив повышенной прочности и полностью переработанный корпус . В процессе съёмки должны были решаться задачи точного позиционирования цели (положения относительно аппарата и его прогнозирования), определения скорости вращения и положения полюса, оценки массы и плотности, картографирования частиц и поля обломков в окрестностях цели, измерения альбедо и спектральнго типа астероида , определения морфологии и свойств его поверхности, а также свойства реголита . Для слежения за аппаратом и обмена информацией с ним использовалась сеть дальней космической связи НАСА .

Конструкция

Архитектура аппарата, впервые представленная в 2014 году, была основана на кубсате класса 6U, его размеры 10 × 20 × 30 см, масса 14 кг. На аппарате были размещены камера, датчики звёздной ориентации , маховики , авионика , система энергопитания с солнечными батареями , система связи и реактивный двигатель на сжатом газе . Также на NEA Scout был установлен раскрывающийся солнечный парус на раздвигающихся стрелах длиной по 6,8 м и общей площадью 86 м² . Конструкция NEA Scout основывалась на использовании готовых коммерческих компонентов . Благодаря использованию солнечной парусной тяги стало возможным планировать достижение цели не ограничиваясь жёстко заданными временными окнами, которые ограничивали бы использование аппарата с химическим реактивным двигателем . Продолжительность миссии оценивалась в 2,5 года .

После развёртывания в окололунном пространстве NEA Scout должен был раскрыть свои солнечные батареи и направленную антенну большого усиления . После облёта Луны должен был раскрыться солнечный парус и начаться проверка систем аппарата. Затем NEA Scout должен был выполнить серию облётов Луны, чтобы достичь оптимальной траектории вылета, прежде чем начать свой круиз продолжительностью 2-2.5 года к астероиду 2020 GE .

Солнечный парус

Солнечный парус из алюминизированного полиамида площадью 86 м² и толщиной 2,5 мкм должен был развёртываться с помощью четырёх стрел длиной по 6,8 метра каждая. Механизм развертывания паруса был модификацией механизмов, работавших на аппаратах и LightSail 2 . На полное развёртывание паруса отводилось около 30 минут.

Авионика

В модуле авионики размещались печатные платы блоков связи, распределения питания, системы управления и обработки данных, а также солнечный и звёздный датчики. Этот модуль также включал маховики, литиевые батареи и камеру . Система управления ориентацией состояла из трех исполнительных подсистем: системы управления маховиками, системы управления двигателем и системы управления положением центра масс .

Двигательная установка

Двигательная установка на сжатом газе располагалась под солнечным парусом и обеспечивала начальные импульсы при совершении манёвров и управление моментами вращения аппарата .

Система связи

Для связи NEA Scout использовал , работающий в X-диапазоне .

Энергоснабжение

Для энергоснабжения аппарата использовались фотогальванические солнечные панели с блоком буферных литий-ионных аккумуляторов , выполненными в стандарте 18650.

Анимация запланированной траектории NEA Scout

Вокруг Солнца

Вокруг Земли перед началом перелёта к астероиду 2020 GE

Вокруг Земли

Солнце Земля NEA Scout астероид 2020 GE Луна

Примечания