UniCubeSat-GG (сокр. англ. University CubeSAT — Gravity Gradient — Университетский кубический спутник — градиент гравитации ) — итальянский ИСЗ , разработанный Римским университетом Ла Сапиенца с целью изучения влияния гравитации на поведение спутника, а также исследовать новую технологию развертки солнечных батарей . Первоначальная цель миссии была изменена в связи с заменой полезной нагрузки. Первоначально планировалось, что спутник будет заниматься измерением плотности термосферы с помощью баланса Брольо . Однако впоследствии полезная нагрузка была изменена на оборудование для измерения гравитационного градиента либрации.

Цели миссии

Спутник преследует 2 цели:

• С помощью гравитационного градиента либрации спутника исследовать влияние орбитального эксцентриситета и гравитации на орбитальную нестабильность спутника. Обработка данных с бортового акселерометра и магнитометра будут обработаны наземной станции.
• Исследование новой технологии развёртки солнечных батарей для обеспечения питания полезной нагрузки. Данные телеметрии подтвердят увеличение производства электроэнергии после развёртки солнечных батарей. В дальнейшем эта технология будет использоваться для увеличения производительности полезной нагрузки спутников « CubeSat ».

Эти цели были выбраны, так как являются предметами исследования группы разработчиков — обеспечение производительности полезной нагрузки спутников и орбитальная стабильность самих спутников .

Конструкция

UniCubeSat является «CubeSat» спутником с внешними размерами 10 см х 10 см х 13,5 см. Внешние размеры соответствуют требованиям характеристик конструкции CubeSat. Имеет массу 1 кг. Слегка изменённая структура CubeSat объясняется габаритами основной полезной нагрузки — оборудованием стабилизации гравитационного градиента. Материал конструкции — аэрокосмический алюминий . Критическими элементами конструкции являются антенна и механизм развертывания батарей. Обе системы будут развернуты с помощью термопружин. Бортовой компьютер состоит из компонентов некоммерческой разработки (COTS).

ADCS

ADCS ( (англ.) Attitude Determination and Control Subsystem) — Подсистема контроля и определения ориентации. Предназначена для управления развертываемыми системами и остальным бортовым оборудованием. Дублирование системы не предусмотрено. Данные измерений поступают от двух магнитометров и телеметрии солнечных батарей, система их, не обрабатывая, отправляет на Землю с помощью радиосвязи . Рабочий алгоритм оценки состояния — UF-метод, который больше подходит для задачи нелинейного движения спутника, чем расширенный кальмановский фильтр .

EPS

EPS ( (англ.) Electric Power Subsystem) — Подсистема электропитания. Состоит из солнечных батарей TJ-класса, а также литий-ионных аккумуляторов . Солнечные батареи TASC ( (англ.) Triangular Advanced Solar Cell — треугольная расширенная солнечная батарея) изготовлены компанией Spectrolab. Эти солнечные батареи ставятся на каждой панели в четыре массива из четырех элементов. Для того, чтобы увеличить мощность, генерируемую солнечными элементами, каждая панель оснащена четырьмя батареями со всех сторон. Средняя мощность на орбите составляет ~ 4 Вт. Беспребойное питание обеспечивается космическим литий-ионным аккумулятором производства ClydeSpace (3,4 Ач). Управление питанием и защитой осуществляются контроллером производства ClydeSpace. Он обеспечивает максимальную производительность всех батарей и защищает аккумулятор от пониженного напряжения. Все батареи имеют встроенную защиту. Она представляет собой автоматы , размыкающие цепь при возникновении замыкания или перегрузки. При её срабатывании не требуется перезагрузки всех систем спутника. Система должна быть в состоянии обнаружить и отключение любой линии электропередачи , в которой обнаружена неисправность. Потеря одной пары клеток (то есть одной батареи в стеке) не повлияет на работу остальных батарей — питание по-прежнему будет поставляться в систему.

OBDH

OBDH ( (англ.) On Board Data Handling and Communications) — Подсистема бортовой обработки и отправки данных. Состоит из специально разработанной печатной платы, на которой размещается микроконтроллер и другие микросхемы, необходимые для хранения, отправки, перевода данных, часы, обработчик заданий. Основу подсистемы OBDH является микроконтроллер из семейства MSP430 Texas Instruments. Это 16-битный RISC (Reduced Instruction Set Computer) — система с внутренней памятью и флэш-памятью, которая используется как накопитель памяти для данных телеметрии. Цифровые датчики подключены к MCU с использованием протокола I2C шине с MCU выступает в качестве основного, датчики подключаются в качестве вторичных. До двух UART (Универсальный асинхронный приемник / передатчик ) коммуникационных портов могут быть зарезервированы для использования с полезной нагрузкой модулей Wi-Fi (Wireless Fidelity) — экспериментальной связи. Подсистема OBDH питается от CS-3UEPS2-NB шины, соединённой с контроллером питания ClydeSpace. Плата OBDH оснащена внутренним регулятором напряжения для того, чтобы обеспечить стабильное напряжение 3,3В на шине MSP430 (MCU).

TCS

TCS ( (англ.) Thermal Control Subsystem) — Подсистема контроля температуры . TCS полностью пассивна. Космический аппарат может работать в диапазоне температур от −25 °C до +85 °C.

Радиооборудование

Радиооборудование спутника использует стандарт передачи данных AMSAT в УКВ -диапазоне (437,305 МГц) со скоростью приёма/передачи данных 9,6 бит/с. Использование AX.25 2,0 коммуникационного протокола, модуляции: FSK / GSSK. Кроме того, используется один радиомаяк .

Запуск

Запуск был осуществлён носителем «Вега» с космодрома Куру 13 февраля 2012 года в качестве вторичной нагрузки. Данные орбиты: Полярная орбита высотой 354 км х 1450 км, наклонение = 69,5 °, период обращения = 103 минут (14 оборотов/сутки). Около 75 % орбиты в солнечном свете .

Примечания