Autor Wątek: Hayabusa (kompendium)  (Przeczytany 18309 razy)

0 użytkowników i 1 Gość przegląda ten wątek.

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #15 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:15 »
KAPSUŁA POWROTNA SRC

Kapsuła powrotna (Sample Return Capsule - SRC) znajdowała się na mechanizmie odłączającym umieszczanym na panelu przednim (-X) sondy. Interfejs z sondą obejmował klamry Mermana pozwalające na odrzucenie kapsuły z odpowiednią szybkością oraz zwojnicę heliakalną najadającą jej ruch obrotowy. Rotacja pozwalała na zachowanie stabilności orientacji przestrzennej w trakcie dalszego lotu. Kapsuła nie posiadała żadnych aktywnych systemów pozwalających na stabilizację lotu. Ponadto interfejs obejmował kable zasilana i wymiany danych. Posiadał też system mechaniczny pozwalający na wsunięcie odbiornika próbek do znajdującego się we wnętrzu kapsuły pojemnika oraz na jego zamknięcie za pomocą zespołu obejmującego pokrywę pojemnika i  centralną sekcję ablatora modułu instrumentalnego.

Kapsuła miała masę 16.5 kg. Jej średnica wynosiła 400 mm a wysokość - 220 mm. W jej skład wchodził system ochrony termicznej (Thermal Protection System - TPS) oraz moduł instrumentalny (Instrument Module - IM).
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 17:53 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #16 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:15 »
System TPS obejmował osłonę górną (Aft Heatshield) i osłonę dolną (Forebody Heatshield). Były one odrzucane na wysokości około 5 km. Osłona górna stanowiła jednocześnie osłonę spadochronu. Miała kształt ściętego stożka. Była wykonana z plastiku wzmocnionego włóknem węglowym (Carbon Fiber Reinforced Platic - CFRP) pokrytego ablatorem w postaci żywicy węglowo - fenolowej (Carbon Phenoric Resin - CPR). Maksymalna szybkość przenikania ciepła do wnętrza kapsuły była kilkadziesiąt razy wyższa niż w przypadku wahadłowca NASA, i kilka razy większa od modułu powrotnego statku Apollo. Dobranie więc odpowiedniego materiału ablacyjnego było dużym wyzwaniem. Na jej górnej części znajdowało się wycięcie w które wpasowany był dwuczęściowy ablator bezpośrednio osłaniający  górną część modułu instrumentalnego. Osłona górna była połączona za pomocą linek z rękawem spadochronu znajdującego się na IM. Po odrzuceniu ściąga rękaw, który pozostawał do niej przymocowany.

Osłona dolna miała kształt czaszy. Podobnie jak osłona górna była wykonana z CFRP pokrytego ablatorem węglowo - fenolowym o grubości 3 cm. Powierzchnia zewnętrzna była ponadto pokryta izolacją wielowarstwową niwelującą zmiany temperatur podczas lotu międzyplanetarnego. Po wejściu w atmosferę ulegała szybkiemu rozpadowi. Na wewnętrznej stronie osłony dolnej umieszczono dwa mechanizmy pirotechniczne pozwalające na odrzucenie obu osłon i uwolnienie modułu instrumentalnego. Jednocześnie mechanizmy pirotechniczne zwalniały blokady zabezpieczające spadochron, co pozwalało na jego swobodne rozłożenie.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 17:55 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #17 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:16 »
Moduł instrumentalny IM stanowił właściwą część kapsuły. Jego środkową część stanowiła prostopadłościenna obudowa wyposażenia wykonana ze stopu aluminium. W centrum obudowy znajdował się aluminiowy pojemnik na odbiornik próbek. Pod nim znajdował się system nadawczy radiolatarni oraz antena radiolatarni wyciągana po odrzuceniu osłony dolnej.

Radiolatarnia umożliwiała transmisję sygnału umożliwiającego namierzenie kapsuły. Rozpoczynała się ona po odrzuceniu osłon i trwa po lądowaniu aż do wyczerpania baterii. Wokół pojemnika znajdowały się płyty elektroniki oraz bateria. System elektroniczny kapsuły był oparty na jednostkach FPGA (Field Programmable Gate Array). Odrzucenie osłony termicznej i rozłożenie spadochronu w odpowiednim punkcie trajektorii umożliwiał przyspieszeniomierz.

Górna część obudowy była zamknięta przez blok ablatora węglowo - fenolowego (Support Ablator) wpasowany w wycięcie w osłonie górnej. W środku ablatora znajdował się kolisty otwór odsłaniący wnętrze pojemnika na odbiornik próbek. Przez otwór wysuwany był odbiornik. Następnie był on blokowany we wnętrzu pojemnika za pomocą klamer. Potem pojemnik był zamykany zatyczką złożoną z uszczelki z tworzywa sztucznego viton, aluminiowej pokrywy pojemnika oraz stożkowatej sekcji złożonej z ablatora węglowo - fenolowego czyli ablatora samplera (Sampler Ablator). Zatyczka była blokowana przez klamry znajdujące się na brzegach pojemnika.

Sam pojemnik na odbiornik próbek miał kształt cylindryczny. Największa średnica wyniosła 12 cm a wysokość- 13 cm. Większość jego elementów była wykonana ze stopu aluminium A6061 pokrytego czystym aluminium. Stykające się elementy narażone na tarcie były pokryte tuframem i teflonem. Pokrywa pojemnika składała się z pokrywy dolnej z uszczelkami i mechanizmem umożliwiającym otwarcie pojemnika (ze sprężynami pokrytymi MoS2) po odzyskaniu kapsuły oraz z pokrywy górnej wyposażonej w zatrzaski mocujące. Cały pojemnik był zamocowany we wnętrzu obudowy za pomocą zatrzasków i był demontowany po odzyskaniu kapsuły.

Dolna część modułu IM miała kształt misy. Była wykonana ze stopu aluminium. Stanowiła izolator na którym moduł lądował w prawidłowych warunkach. Jednocześnie stanowiła pojemnik spadochronu. Spadochron był spakowany w rękawie zwiniętym po wewnętrznej stronie izolatora, wokół obudowy wyposażenia. Był przymocowany do obudowy wyposażenia za pomocą dwóch linek przyłączonych za pomocą kotwic. Był to spadochron typu krzyżowego.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 17:56 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #18 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:17 »
LĄDOWNIK MINERVA

Lądownik MINERVA (Micro/Nano Experimental Robot Vehicle for Asteroid) był miniaturowym robotem skaczącym. Miał zostać zrzucony na powierzchnię planetoidy podczas jednego z testowych lądowań sondy Haybusa na planetoidzie. Był to pierwszy pojazd samobieżny przeznaczony do badań planetoid i jedną z nowatorskich technologii testowanych podczas misji Haybusa. Do jego podstawowych celów zaliczały się: określenie przydatności systemu umożliwiającego poruszanie się skokami w środowisku mikrograwitacji na powierzchni planetoidy; oraz zademonstrowanie w pełni autonomicznej eksploracji asteroidy z użyciem miniaturowego zestawu sensorów pokładowych. Pojazd nie posiadał właściwych instrumentów naukowych. Został pomyślany jako obiekt inżynieryjny. Wyposażono go jednak w kamery i termometry co miało pozwolić na zebranie pewnych danych naukowych charakteryzujących powierzchnię planetoidy. Poza obrazowaniem i pomiarami temperatury mógł również pozwolić na ocenę miejscowych kierunków siły grawitacji i siły tarcia.

Lądownik został zainstalowany na panelu dolnym (-Z) sondy Hayabusa, od strony -X. Znajdował się w cylindrycznym mechanizmie uwalniającym. System ten składał się z dwóch połówek. Po zwolnieniu blokad połówka dolna była odrzycana za pomocą sprężyny. Następnie lądownik wypadał z pojemnika i miał swobodnie opaść na powierzchnię.  Czas pracy na powierzchni był przewidziany na 3 dni. Lądownik i interfejs miały całkowitą masę 1 457 gramów. Sam lądownik był bardzo mały - jego masa wynosiła 591 gramów. Miał kształt graniastosłupa dziesięciokątnego. Jego średnica wynosiła 120 milimetrów, a wysokość - 100 milimetrów.

Konstrukcja mechaniczna lądownika obejmowała dwuczęściową obudowę zewnętrzną wyłożoną komórkami słonecznymi. W sekcji dolnej mieścił się system umożliwiający wykonywanie skoków, a w sekcji górnej - płyty elektroniki z elementami elektronicznymi, systemem zasilania i systemem komunikacyjnym. Obie sekcje były połączone metalowymi prętami. Poszczególne elementy byłby zamocowane we wnętrzu obudowy za pomocą metalowych stopek. Na dolej i górnej powierzchni lądownika znajdowały się szpilki, służące do ochrony komórek słonecznych pojazdu podczas manewru lądowania na docelowej planetoidzie i podczas skakania po nierównej powierzchni. Dodatkową ochronę stanowiły dwie obręcze z kabli umieszczone na małych stopkach.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 17:58 wysłana przez Scorus »

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #18 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:17 »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #19 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:18 »
System umożliwiający przemieszczanie się po powierzchni planetoidy umożliwiał wykonywanie skoków. Planetoida Itokawa miała wymiary zaledwie 620 x 280 x 260 metrów, a siła ciążenia na jej powierzchni wynosiła około 10 µG. Szybkość ucieczki, wyznaczona niedokładnie z powodu trudności w określeniu masy obiektu, znajdowała się w  przedziale 2 - 200 cm/s. W takich warunkach normalne sposoby przemieszczania się z użyciem kół traciły funkcjonalność z powodu niezmiernie małej siły tarcia. Uniemożliwiało to rozpędzenie tradycyjnego łazika w poziomie. Jednym sposobem przemieszczania się były więc skoki. W tym celu wewnątrz lądownika zastosowano dwa rotory ustawione do siebie pod kątem prostym. Obrót tarczy pierwszego rotora za pomocą silniczka elektrycznego pozwalał na przyłożenie siły naprzeciwko powierzchni, co powodowało skok w górę na wysokość kilku metrów. Szybkość skoku była uzależniona przede wszystkim od wybranego momentu obrotowego. Mogła być więc częściowo kontrolowana. Była jednak zależna również od tarcia pomiędzy powierzchnią a lądownikiem, czego nie dało się dokładnie przewidzieć. W zalewności do siły tarcia, maksymalna szybkość skoku mogła zostać ustawiona maksymalnie na 9 cm/s. Obrót drugiego rotora pozwalał na wybranie kierunku skoku, który zależał od stosunku pomiędzy momentami obrotowymi obu rotorów. Pozycja i orientacja przestrzenna lądownika po skoku były trudne do przewidzenia. Tak więc w celu określenia jego położenia względem Słońca zastosowano zestaw 6 fotodiod. Przed startem skuteczność systemu mobilnego została potwierdzona poprzez symulacje numeryczne i próby mikrograwitacyjne na wieżach spadku.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 18:00 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #20 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:19 »
 W skład wyposażenia lądownika wchodził system kamer (MINERVA Cameras System) oraz system termometrów (MINERVA Thermometers System).

System kamer służył do wykonywania zdjęć na powierzchni planetoidy oraz podczas skoków. Do celów naukowych tego systemu zaliczały się:  zobrazowanie powierzchni planetoidy w małej skali przestrzennej; zbudowanie szczegółowego modelu struktury powierzchni poprzez uzyskanie stereoskopowych par obrazów; oraz określenie właściwości regolitu i ich zmian związanych z pogodą kosmiczną. W skład systemu wchodziły trzy kamery. Zostały one umieszczone we wnętrzu górnej sekcji lądownika. Ich otwory wejściowe znajdowały się na ścianach bocznych, w odległości 5 centymetrów od podstawy pojazdu. Wszystkie kamery były oparte na elementach dostępnych komercyjnie. Pracowały w zakresie światła widzialnego. Długości ogniskowych kamer nie mogły być zmieniane na pokładzie. Dwie z trzech kamer zostały zestawione w parę stereoskopową, co umożliwiało wykonywanie obrazów pobliskiego otoczenia w 3 wymiarach. Były to kamery o krótkiej długości ogniskowej. Mogły wykonywać zdjęcia obiektów w odległości od 10 do 50 centymetrów od łazika. Z odległości 10 centymetrów rozdzielczość zdjęć wynosiła nawet 1 milimetr na piksel, dzięki czemu mogły one pokazywać minerały budujące skały. Mogły pozwolić także na określenie wielkości ziaren regolitu zalęgającego na powierzchni. Trzecia kamera, o większej długości ogniskowej służyła do wykonywania zdjęć bardziej odległych krajobrazów. Mogła działać również podczas skoków pojazdu. Znajdowała się po przeciwnej stronie lądownika w stosunku do kamer stereoskopowych. Każda z kamer składała się z soczewkowego systemu optycznego oraz zespołu detektora. Detektorem był układ CMOS. Był wyposażony w maskę filtrów Bayera co umożliwiało wykonywanie zdjęć barwnych. Z powodu małej szybkości łączności z sondą zdjęcia charakteryzowały się małymi rozmiarami. Ponadto elektronika lądownika posiadała algorytm umożliwiający usuwanie fragmentów zdjęć nie zawierających elementów powierzchni.

System termometrów pozwalał na wykonanie bezpośrednich pomiarów temperatury powierzchni planetoidy oraz na określenie właściwości cieplnych powierzchni i ich zmian w czasie. Pomiary miały by wykonywane zarówno w czasie dnia jak i w nocy. Pozwalały na określenie inercji cieplnej gruntu dostarczając informacji na temat właściwości fizycznych regolitu oraz balansu energetycznego powierzchni. Były to dane przydatne w badaniach geologii i historii planetoidy oraz podczas interpretacji wyników badań uzyskanych próbek. System ten składał się z 4 sensorów. Wszystkie były odpowiednio przystosowanymi szpilkami wystającymi z dolnej i górnej części konstrukcji pojazdu.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 18:00 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #21 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:20 »
WYPOSAŻENIE

W skład instrumentów naukowych sondy Hayabsa wchodziły:
- wyposażenie do pobierania próbek gruntu (Sampling Device - SMP);
- kamera nawigacji optycznej - kamera teleskopowa (Optical Navigation Camera - Telescope Camera - ONC-T);
- kamera nawigacji optycznej - kamera szerokokątna 1 (Optical Navigation Camera - Wide Angle Camera 1 - ONC-W1);
- kamera nawigacji optycznej - kamera szerokokątna 2 (Optical Navigation Camera - Wide Angle Camera 2 - ONC-W2);
- wysokościomierz laserowy (Light Detection and Ranging (LIDAR);
- spektrometr podczerwieni (Near Infrared Spektrometer - NIRS);
- spektrometr fluorescencyjnego promieniowania rentgenowskiego (X-ray Fluorescence Spektrometer - XRS).

Instrumentu ONC-T, ONC-W1, ONC-W2 i LIDAR były również wykorzystywane do nawigacji, w tym również do nawigacji autonomicznej w czasie lądowań na powierzchni planetoidy. Sonda wykonała również eksperyment radiowy (Radio Science Experiment - RS).

Instrument SPM obejmuje elementy znajdujące się we wnętrzu sondy (przy panelu dolnym -Z) oraz w kapsule powrotnej. Urządzenia ONC-T i ONC-W1 mieściły się we wnętrzu pojazdu przy panelu -Z. ONC-W2 i NIRS były umieszczone na panelu przednim -X a LIDAR i XRS - na panelu -Z. W eksperymencie RS wykorzystywany był system komunikacyjny pojazdu.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 18:01 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #22 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:21 »
SMP
Wyposażenie do pobierania próbek gruntu (Sampling Device - SMP) sondy Haybausa było instrumentem umożliwającym pobranie próbek gruntu planetoidy. Próbki miały zostać dokładnie przebadane na Ziemi. Tym samym pozwalały na uzyskanie zasadniczych celów naukowych misji.

Instrument SMP został zainstalowany na panelu dolnym sondy (-Z), od strony -X. W skład instrumentu wchodziła tuba (Sampler Tube); wyrzutnia pocisków (Projector); system przenoszący próbki (Sample Transporter); odbiornik próbek (Sample Catcher) oraz system przenoszący odbiornik do pojemnika we wnętrzu kapsuły i zamykający kapsułę (Latching Mechanism). Sposób pobierania próbek był nowatorski i stanowił jedną z technologii tresowanych podczas misji. Po chwilowym lądowaniu sondy na powierzchni planetoidy tuba ulegała odkształceniu na skutek uderzenia w grunt. Działo się tak dzięki zastosowaniu sprężyn. Skrócenie tuby miało zostać wykryte przez  dalmierz laserowy LRF a uderzenie w powierzchnię - przez sensory IMU oraz ACC systemu nawigacyjnego. Miało to uruchomić wyrzutnię pocisków. Miała ona wystrzelić metalowy pocisk, który przelatując przez tubę miał wbić się w grunt i wyrzucić próbkę regolitu o masie około 1 grama. Próbka miała przelecieć przez tubę oraz system przenoszący próbkę i samoistnie znaleźć się w odbiorniku próbek. Po wykonaniu procedury sonda miała wzbić się ponownie, powracając na orbitę okołosłoneczną. Manewr ten miał być wykonany szybko, za pomocą silników chemicznych, co miało pozwolić na uniknięcie uszkodzeń sondy, które mogłoby zostać spowodowane prze upadek jej głównej struktury na powierzchnię. Manewr ten miał zostać wykonany 2 razy, co miało pozwolić na zbieranie próbek z różnych fragmentów planetoidy. Łącznie planowano zebrać próbki o masie 1 - 10 gramów. Po zakończeniu pobierania próbek odbiornik miał zostać wsunięty do pojemnika we wnętrzu kapsuły SRC. Następnie kapsuła miała zostać zamknięta.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 18:04 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #23 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:21 »
Tuba SPM miała długość 1 metra i średnicę w najszerszym miejscu (wraz z osłoną przeciwpyłową) 40 cm. Średnica wewnętrzna samej rury wynosiła 20 cm. Składała się z trzech części. Część górna nazywana koncentratorem miała postać metalowego stożka. Była umocowana w otworze w panelu -Z sondy. Częściowo znajdowała się we wnętrzu sondy. Jej część górna stykała się z systemem przenoszącym próbki. Część boczna była połączona z wyrzutnią pocisków. Dolna połowa koncentratora była objęta szerszą od niego środkową sekcją tuby. Była ona wykonana z elastycznego tworzywa sztucznego. Dzięki temu w konfiguracji startowej była ściśnięta i zablokowana za pomocą klamer. Zwolnienie mocowań powodowało na jej rozluźnienie i rozłożenie całej tuby. Dolna część tej rury łączyła się z dolną sekcją tuby. Była ona wykonana ze stopu aluminium. Miała kształt cylindryczny. Jej końcówka była ukształtowana w postaci dyszy i zakończona pierścieniem końcowym. Była otoczona stożkowatą osłoną przeciwpyłową, która chroniła instrumenty optyczne znajdujące się w pobliżu SMP (ONC-T, ONC-W1, LIDAR i NIRS) przed pyłem wzbitym podczas uderzenia w powierzchnię. Cała tuba była otoczona potrójną sprężyną. Pozwalała ona rozłożenie tuby po zwolnieniu klamer po starcie. Ponadto nadawała całemu systemowi elastyczność pozwalającą na zamortyzowanie uderzenia w powierzchnię planetoidy.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 18:05 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #24 dnia: Sierpień 31, 2010, 23:28 »
Wyrzutnia pocisków składała się z trzech cylindrów wyposażonych w trzy naboje i generatory gazu. Wstrzeliwała ona do koncentratora metalowy pocisk o masie 5 gramów. Był wykonany z tantalu. Występowanie tego pierwiastka na planetoidzie nie było spodziewane, więc był on łatwo identyfikowanym w pozyskanych próbkach. Tym samym ich zanieczyszczenia były łatwo odróżnialne. Pocisk miał kształt kulisty. Poruszał się z szybkością 200 - 300 m/s. Wbijając się w grunt miał pozwolić na wybicie drobin regolitu. Był rozpędzany przez sprężony gaz wytwarzany na drodze reakcji chemicznej. Reagenty miały postać proszku i znajdowały się we wkładzie umieszczonym w generatorze gazu.
« Ostatnia zmiana: Marzec 08, 2015, 18:05 wysłana przez Scorus »

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #25 dnia: Marzec 08, 2015, 18:05 »
 System przenoszący próbkę miał postać obrotowej tuby umieszczonej w odpowiednim rękawie. Była ona wsunięta w otwór w ścianie odbiornika próbek. Obrót tuby za pomocą rękawa pozwalał na otworzenie wybranej komory we wnętrzu odbiornika. W ścianie tuby znajdowało się prostokątne wycięcie przez które pozyskane próbki przesypywały się do komory. Po każdej procedurze poboru próbek tuba była obraca tak, że zamykała użytą już komorę i jednocześnie odsłaniała komorę nie używaną. Ostatecznie po zakończeniu pobierania próbek tuba była ponownie obracana w taki sposób, że zamykała wszystkie komory. Po zakończeniu prac w pobliżu planetoidy była odłączana od rękawa (który opuszczał się w dół) i pozostawała w odbiorniku, który był następnie przesuwany do pojemnika na odbiornik znajdującego się w kapsule powrotnej, wraz z zatyczką zamykającą kapsułę.

Odbiornik próbek miał postać metalowego cylindra. Był podzielony na dwie komory (Sample Room 1 i 2 - RM1 i 2) do których miały trafić poszczególne próbki. Na jego boku znajdował się otwór w który wsunięta była obrotowa tuba systemu przenoszącego próbki. Na boku każdej komory znajdował się okrągły otwór zasłonięty metalową zaślepką pozwalający na jej otworzenie po odzyskaniu kapsuły.

System przenoszący odbiornik pozwalał na jego wsunięcie do wnętrza pojemnika na próbki znajdującego się w centrum obudowy wyposażenia modułu instrumentalnego kapsuły powrotnej. Służył do tego ładunek pirotechniczny. Odbiornik przechodził przez otwór w bloku ablatora węglowo - fenolowego (Support Ablator) zamykającego górną część obudowy wyposażenia. Pojemnik miał postać aluminiowego cylindra. Odbiornik próbek był blokowany w jego obrębie za pomocą klamer. Następnie pojemnik był zamykany zatyczką złożoną z aluminiowej pokrywy pojemnika wyposażonej w podwójną uszczelkę z tworzywa sztucznego oraz stożkowatej sekcji złożonej z ablatora węglowo - fenolowego czyli ablatora samplera (Sampler Ablator). Zespół ten był przesuwany za pomocą sprężyny. Zatyczka była blokowana przez klamry znajdujące się na brzegach pojemnika. Ablator samplera wystawał na szczycie kapsuły powrotnej. W czasie zamykania pojemnika kable obsługujące sensor monitorujący cały proces są przecinane przez przecinak kabli.

Instrument ten został również wykorzystany na sondzie Hayabusa 2. Poddano go nielicznym modyfikacjom.

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #26 dnia: Marzec 08, 2015, 18:07 »
ONC-T
 Kamera nawigacji optycznej - kamera teleskopowa nazywana też kamerą wielopasmową do obserwacji planetoidy (Asteroid Multi-band Imaging Camera - AMICA) była jedną z trzech kamer nawigacyjnych sondy Hayabsa. Służyła zarówno do celów naukowych (jako główna kamera wykorzystywana w programie naukowym) jak i do obserwacji nawigacyjnych. Do celów naukowych instrumentu zaliczało się: wykonanie szczegółowych badań kształtu i rotacji planetoidy; uzyskanie globalnych map fotograficznych, topograficznych i multispektralnych planetoidy; oraz uzyskanie zdjęć o wysokiej rozdzielczości w czasie lądowań na powierzchni. Pozwalało to na globalne scharakteryzowanie powierzchni planetoidy, zbadanie geologii powierzchni i historii kraterowania, a wraz  zdanymi z innych instrumentów - na określenie jej składu mineralnego i gęstości. Informacje te dostarczały kontekstu dla badań zebranych próbek i umożliwiały określenie historii planetoidy. W czasie globalnych obserwacji planetoidy zdjęcia te umożliwiały również wytypowanie bezpiecznego miejsca lądowania, pozbawionego przeszkód większych od 1 metra, takich jak głazy czy kratery.

Jako instrument nawigacyjny kamera umożliwiała nawigację optyczną (obok SST i kamer ONC-W1 oraz ONC-W2) w fazie zbliżania się do planetoidy. Dane te były wykorzystywane do planowania manewrów umożliwiających zajęcie stacjonarnej pozycji względem niej. Następnie były wykorzystywane do planowania manewrów umożliwiających utrzymanie pozycji bazowej względem niej oraz operacji polegających na jej opuszczeniu, takich jak lądowania próbne i lądowania właściwe.

 Kamera ONC-T została umieszczona przy panelu dolnym (-Z), od strony -X, koło kamery ONC-W1, blisko instrumentu SMP. Była to pojedyncza jednostka o wymiarach 12.0 x 13.5 x 18.0 cm. Miała masę 1.74 kilograma. Pobór mocy wynosił 16.3 W. Układ optyczny kamery wystawał przez otwór w panelu -Z, a pozostała część znajdowała się we wnętrzu sondy i była przymocowana do panelu bocznego +Y za pomocą ośmiu stopek. W normalnych warunkach lotu kamera była zwrócona w stronę przeciwną do Słońca. W czasie badań planetoidy była skierowana w nadir, wzdłuż osi Z sondy. Jej oś optyczna była równoległa do osi instrumentów NIRS, ONC-W1 i LIDAR. Z powodu swojej lokalizacji kamera była narażona na zanieczyszczenia pyłem w czasie pobierania próbek, tak więc jej wszechstronna kalibracja została wykonana przed lądowaniami na planetoidzie. W skład instrumentu wchodził układ optyczny, koło filtrów, zespół detektora oraz system elektroniczny.

Układ optyczny miał postać teleskopu refrakcyjnego. Mieścił się on w cylindrycznym tubusie umieszczonym w prostopadłościennej obudowie otoczonej wielowarstwową izolacją termiczną. Soczewki teleskopu zostały wykonane ze szkła nie podlegającego degradacji na skutek promieniowania i pokryte warstwą antyodbiciową. Długość ogniskowej teleskopu wynosiła 120.80 mm (F/8.0), a efektywna średnica soczewki - 15 mm. Ostre obrazy mogły być uzyskiwane od odległości 75 m do nieskończoności. Pole widzenia układu optycznego (Field of View - FOV) miało wymiary kątowe 5.83 x 5.69 stopnia, co z odległości 7 kilometrów od planetoidy odpowiadało kwadratowi o boku 1 kilometra.

Na przedzie teleskopu umieszczono długą, cylindryczną przegrodę chroniącą przed zabłąkanym światłem. Przed przednią soczewką umieszczono dwie lampy kalibracyjne (FF Lamp A i B) umożliwiające śledzenie degradacji czułości detektora.

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #27 dnia: Marzec 08, 2015, 18:08 »
 Koło filtrów znajdowało się za teleskopem, w obudowie w kształcie niskiego cylindra. Zawierało zestaw 8 filtrów. 7 filtrów pokrywało pasma systemu ECAS (Eight Color Asteroid Survey) będącego standardem podczas obserwacji naziemnych planetoid i pozwalającego na ich zaliczenie do odpowiednich typów spektralnych. Były to filtry ul (efektywna długość fali 381 nm, ultrafiolet), b (429 nm, światło niebieskie), v (553 nm, światło zielone), w (700 nm, światło zielone), x (861 nm, bliska podczerwień), p (960 nm, pasmo piroksenu), i zs (1008 nm). Filtr v był używany podczas lądowań na planetoidzie. Ósmy filtr szerokopasmowy, czyli filtr o neutralnej gęstości (Neutral Density Filter - ND) charakteryzował się przepuszczalnością 3.7% przy 550 nm. Został on dodany do zestawu filtrów z powodu trzykrotnego zmieniania celu misji. Kolejnymi proponowanymi planetoidami były 4660 Nereus, 1989 ML i 25413 Itokawa. Nereus charakteryzował się niskim albedo (0.05) a Itokawa wysokim, tak więc zastosowanie tego filtra pozwalało na dogodne obserwowanie planetoidy bez konieczności modyfikowania całej kamery.

Zespół detektora mieścił się w module elektroniki mieszczącym się w prostopadłościennej obudowie. Obejmował detektor CCD klatka - transfer oraz elektronikę odzyskiwania informacji. Detektor składał się z obszaru aktywnego oraz obszaru służącego do przechowywania obrazu. Oba miały wielkość 1024 x 1024 piksele. Na lewym i prawym brzegu obszaru aktywnego znajdowały się zasłonięte kolumny o szerokości 12 pikseli umożliwiające pomiar sygnału na poziomie zerowym, tak więc część służąca do wytwarzania obrazu miała wielkość 1024 x 1000 pikseli. Detektor był typu MPP (Multi-Pinned Phase). W stosunku do innych rodzajów CCD charakteryzował się on niższym poziomem prądu ciemnego oraz miał bardziej jednorodną odpowiedź w skali mniejszej niż piksel. Temperatura detektora w czasie lotu wynosiła od -18 do -30stC i była na tyle mała, że prąd ciemny nie kumulował się znacząco przy wszystkich dostępnych czasach ekspozycji. Duża jednorodność odpowiedzi w skali mniejszej od piksela upraszczała procedurę kalibracji geometrycznej i fotometrycznej na podstawie obserwacji gwiazd. Pojedynczy piksel miał szerokość 12 mikrometrów. Częstotliwość próbkowania pikseli wynosiła 3 MHz. Zysk wynosił około 17 DN/e- a szum odczytu - około 60 e-. Pole widzenia jednego piksela (Instantaneous Field of View - IFOV) miało szerokość 20.490 sekundy kątowej. Rozdzielczości obrazów uzyskiwanych z odległości 7 km wynosiła 5.8 metra na piksel.

Podczas obserwacji można było używać 32 różnych czasów naświetlania - 5.44 ms, 8.20 ms, 10.9 ms, 16.4 ms, 21.8 ms, 32.8 ms, 43.5 ms, 65.6 ms, 87.0 ms, 131 ms, 174 ms, 262 ms, 348 ms, 525 ms, 696 ms, 1.05 s, 1.39 s, 2.10 s, 2.79 s, 4.20 s, 5.57 s, 8.40 s, 11.1 s, 16.8 s, 22.3 s, 33.6 s, 44.6 s, 67.2 s, 89.1 s, 134 s, 178 s i <1 µs.  Pozwalało to na obserwacje zarówno jasnej powierzchni planetoidy w czasie badań naukowych jak i słabych gwiazd w czasie obserwacji nawigacyjnych. Czas ekspozycji był kontrolowany elektronicznie, kamera nie posiadała mechanicznej migawki.

Na jednej z krawędzi detektora CCD umieszczono cztery szklane polaryzatory służące do pomiarów polaryzacji światła odbitego od planetoidy w pasmach v i w. Każdy z polaryzatorów pokrywał obszar detektora o wielkości 200 x 200 pikseli.

System elektroniczny instrumentu odbierał dane z systemu odzyskiwania informacji detektora CCD, przyjmował komendy z systemu informatycznego sondy i wykonywał je, a także kontrolował stan urządzenia. Charakteryzował się poborem mocy w zakresie 9.5 W - 6.8 W. Komunikował się z zestawem elektroniki kamer nawigacyjnych sondy obejmującym elektronikę analogową (Optical Navigation Camera Analog Electronics - ONC-AE) i cyfrową (Optical Navigation Camera Digital Electronics - ONC-E). Był on współdzielonym również z kamerami ONC-W1 i ONC-W2. Przetwarzał dane z kamer w celu otrzymania informacji nawigacyjnych i dostarczał dane do elektroniki systemu kontroli orientacji sondy AOCP. Procedura ucyfrawiania danych do 12 bitów na piksel (1 bit na piksel w przypadku obserwacji prowadzących w celu uzyskania modelu kształtu planetoidy) była wykonywana przez ONC-AE a dalsza ich obróbka - przez ONC-E. Elektronika ta posiadała bufor umożliwiający przechowywanie do 16 klatek uzyskiwanych w arbitralnej kombinacji. W normalnym trybie obrazowania uzyskiwana była para obrazów w krótkich odstępnie czasu (typowo 15 sekund). Następnie pierwsza klatka (uzyskiwana przy czasie ekspozycji mniejszym od 1 mikrosekundy) była odejmowana od drugiej klatki, uzyskiwanej przy czasie ekspozycji większym lub równym 5.44 ms. Procedura ta umożliwiała jednoczesną korektę rozmazania obrazu i prądu ciemnego. Zakładano, że prąd ciemny nie zmieniał się w czasie jaki upływał pomiędzy kolejnymi ekspozycjami. W celu zmniejszenia ilości danych okresowo używano łączenia pikseli w formacie 2 x 2, 4 x 4 lub 8 x 8, wycinania fragmentów klatek, oraz kompresji stratnej i bezstratnej. Procedury te były wykonywane w obrębie bufora danych ONC-E. Następnie dane były przesyłane do rejestratora jednoczęściowego wchodzącego w skład systemu elektronicznego sondy.

Instrument ten został również wykorzystany na sondzie Hayabusa 2. Został jednak zmodyfikowany pod kątem innego celu badań.

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #28 dnia: Marzec 08, 2015, 18:09 »
ONC-W1
 Kamera nawigacji optycznej - kamera szerokokątna 1 była jedną z trzech kamer nawigacyjnych sondy Hayabusa. Poza obserwacjami nawigacyjnymi pozwalała na uzyskanie zdjęć przydanych w trakcie badań globalnego kształtu i cech rotacji planetoidy. Ponadto w trakcie lądowań na jej powierzchni pozwoliła na uzyskiwanie zdjęć o wysokiej rozdzielczości, przy czym ich ilość była mocno ograniczona. Były one uzyskiwane w trakcie opadania na powierzchnię gdy nie była ona używana do krytycznych pomiarów nawigacyjnych. Podczas uwalniania lądownika MINERVA kamera sfotografowała go w fazie wznoszenia się sondy. Wraz z ze zdjęciami z kamery ONC-W2 odzyskiwanymi zaraz po uwolnieniu lądownika oraz ze zdjęciami z kamery ONC-T pokazującymi lądownik na powierzchni miało to umożliwić zrekonstruowanie trajektorii lądowania.

Jako instrument nawigacyjny kamera umożliwiała nawigację optyczną (obok SST i kamer ONC-T oraz ONC-W2) w fazie zbliżania się do planetoidy. Dane te były wykorzystywane do planowania manewrów umożliwiających zajęcie stacjonarnej pozycji względem niej. Następnie były wykorzystywane do planowania manewrów umożliwiających utrzymanie pozycji bazowej względem niej oraz operacji polegających na jej opuszczeniu, takich jak lądowania próbne i lądowania właściwe. Ponadto w czasie lądowań na planetoidzie kamera ONC-W1 była głównym sprzętem nawigacyjnym używanym na wysokości od 50 do 5 metrów. Była wtedy używana do śledzenia optycznego sztucznego celu nawigacyjnego zrzuconego na powierzchnię - znacznika celu TM. Był on odłączany na wysokości około 40- 30 metrów (określonej przez wysokościomierz LIDAR), a  następnie opadał swobodnie na powierzchnię. W tym czasie sonda zmniejszała swoją szybkość względem planetoidy, dzięki czemu TM opadał na powierzchnię na długo przed dotarciem do niej sondy (gdy nie był odłączany podczas próbnego lądowania). Pomiary polegały na fotografowaniu TM za pomocą kamery. TM był wtedy oświetlany przez lampę FLASH znajdującą się na panelu -Z sondy. Była ona włączana i wyłączana co 2 sekundy. Odjęcie tych dwóch obrazów pozwalało na autonomiczne wyznaczenie położenia TM na powierzchni. Sonda następnie rozpoczynała pionowe opadanie na powierzchnię bezpośrednio nad TM. Dalsze obrazowanie TM pozwalały na wyznaczanie jej szybkości pionowej i na jej zredukowanie prawie do zera w czasie osiągnięcia powierzchni. Alternatywnie zamiast znacznika TM można było wykorzystać śledzenie cech terenu mających postać jasnych grup pikseli.

 Kamera ONC-W1 została umieszczona przy panelu dolnym (-Z), od strony -X, blisko kamery ONC-T i instrumentu SMP. Stanowiła pojedynczą jednostkę. Układ optyczny kamery wystawał przez otwór w panelu -Z, a pozostała część znajdowała się we wnętrzu sondy i jest przymocowana do panelu bocznego +Y za pomocą ośmiu stopek. W normalnych warunkach lotu kamera była zwrócona w stronę przeciwną do Słońca. W czasie badań planetoidy była skierowana w nadir, wzdłuż osi Z sondy. Jej oś optyczna była równoległa do osi instrumentów NIRS, ONC-T i LIDAR. Konstrukcja urządzenia była bardzo podobna do kamery ONC-W2. W skład instrumentu wchodził układ optyczny, zespół detektora oraz system elektroniczny.

Soczewkowy układ optyczny mieścił się w cylindrycznym tubusie umieszczonym w prostopadłościennej obudowie otoczonej wielowarstwową izolacją termiczną. Pole widzenia miało wymiary 65.24 x 65.24 stopnia. Ostre obrazy mogły być uzyskiwane z odległości od 1 metra do nieskończoności.

System optyczny był wyposażony w przegrodę chroniącą przed zabłąkanym światłem. Miała ona przekrój prostokątny. Z powodu innego kierunku widzenia była ona węższa niż przegroda kamery ONC-W2.

Zespół detektora znajdował się w module elektroniki mieszczącym się w prostopadłościennej obudowie. Obejmował detektor CCD klatka - transfer oraz elektronikę odzyskiwania informacji. Detektor składał się z obszaru aktywnego oraz obszaru służącego do przechowywania obrazu. Oba miały wielkość 1024 x 1024 piksele. Urządzenie pracowało w zakresie spektralnym 485 - 655 nm dostarczając obrazów panchromatycznych.

System elektroniczny instrumentu odbierał dane z systemu odzyskiwania informacji detektora CCD, przyjmował komendy z systemu informatycznego sondy i wykonywał je, a także kontrolował stan urządzenia. Komunikował się z zestawem elektroniki kamer nawigacyjnych sondy obejmującym elektronikę analogową (Optical Navigation Camera Analog Electronics - ONC-AE) i cyfrową (Optical Navigation Camera Digital Electronics - ONC-E). Był on współdzielony również z kamerami ONC-T i ONC-W2. Przetwarzał dane z kamer w celu otrzymania informacji nawigacyjnych i dostarczał dane do elektroniki systemu kontroli orientacji sondy AOCP. Procedura ucyfrawiania danych była wykonywana przez ONC-AE a dalsza ich obróbka - przez ONC-E. Elektronika ta posiadała bufor umożliwiający tymczasowe przechowywanie danych. W celu zmniejszenia ilości danych okresowo można było używać łączenia pikseli wycinania fragmentów klatek, oraz kompresji stratnej i bezstratnej. Procedury te były wykonywane w obrębie bufora danych ONC-E. Następnie dane były przesyłane do rejestratora jednoczęściowego wchodzącego w skład systemu elektronicznego sondy.

Instrument ten został również wykorzystany na sondzie Hayabusa 2.

Scorus

  • Gość
Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #29 dnia: Marzec 08, 2015, 18:10 »
ONC-W2
Kamera nawigacji optycznej - kamera szerokokątna 2 była jedną z trzech kamer nawigacyjnych sondy Hayabusa. Poza obserwacjami nawigacyjnymi pozwalała na uzyskanie zdjęć przydanych w trakcie badań globalnego kształtu i cech rotacji planetoidy. Podczas uwalniania lądownika MINERVA kamera ta sfotografowała go zaraz po oddzieleniu. Wraz z ze zdjęciami z kamery ONC-W1 odzyskiwanymi po uwolnieniu lądownika w fazie wznoszenia się sondy oraz ze zdjęciami z kamery ONC-T pokazującymi lądownik na powierzchni miało to umożliwić zrekonstruowanie trajektorii lądowania.

Jako instrument nawigacyjny kamera umożliwiała nawigację optyczną (obok SST i kamer ONC-W1 oraz ONC-T) w fazie zbliżania się do planetoidy. Dane te były wykorzystywane do planowania manewrów umożliwiających zajęcie stacjonarnej pozycji względem niej. Następnie były wykorzystywane do planowania manewrów umożliwiających utrzymanie pozycji bazowej względem niej oraz operacji polegających na jej opuszczeniu, takich jak lądowania próbne i lądowania właściwe.

 Kamera ONC-W2 została umieszczona na panelu przednim (-X) sondy, od strony -Y. Stanowiła pojedynczą jednostkę. Była do niego przymocowana za pomocą ośmiu stopek. Jej oś optyczna była skierowana wzdłuż osi X sondy, tak więc kierunek widzenia był prostopadły w stosunku do pozostałych kamer nawigacyjnych. Konstrukcja urządzenia była bardzo podobna do kamery ONC-W1. W skład instrumentu wchodził układ optyczny, zespół detektora oraz system elektroniczny.

Soczewkowy układ optyczny mieścił się w cylindrycznym tubusie umieszczonym w prostopadłościennej obudowie otoczonej wielowarstwową izolacją termiczną. Pole widzenia miało wymiary 65.24 x 65.24 stopnia. Ostre obrazy mogły być uzyskiwane z odległości od 1 metra do nieskończoności.

System optyczny był wyposażony w przegrodę chroniącą przed zabłąkanym światłem. Miała ona przekrój prostokątny. Z powodu innego kierunku widzenia była ona szersza niż przegroda kamery ONC-W1.

Zespół detektora znajdował się w module elektroniki mieszczącym się w prostopadłościennej obudowie. Obejmował detektor CCD klatka - transfer oraz elektronikę odzyskiwania informacji. Detektor składał się z obszaru aktywnego oraz obszaru służącego do przechowywania obrazu. Oba miały wielkość 1024 x 1024 piksele. Urządzenie pracowało w zakresie spektralnym 485 - 655 nm dostarczając obrazów panchromatycznych.

System elektroniczny instrumentu odbierał dane z systemu odzyskiwania informacji detektora CCD, przyjmował komendy z systemu informatycznego sondy i wykonywał je, a także kontrolował stan urządzenia. Komunikował się z zestawem elektroniki kamer nawigacyjnych sondy obejmującym elektronikę analogową (Optical Navigation Camera Analog Electronics - ONC-AE) i cyfrową (Optical Navigation Camera Digital Electronics - ONC-E). Był on współdzielony również z kamerami ONC-T i ONC-W2. Przetwarzał dane z kamer w celu otrzymania informacji nawigacyjnych i dostarczał dane do elektroniki systemu kontroli orientacji sondy AOCP. Procedura ucyfrawiania danych była wykonywana przez ONC-AE a dalsza ich obróbka - przez ONC-E. Elektronika ta posiadała bufor umożliwiający tymczasowe przechowywanie danych. W celu zmniejszenia ilości danych okresowo można używać było łączenia pikseli wycinania fragmentów klatek, oraz kompresji stratnej i bezstratnej. Procedury te były wykonywane w obrębie bufora danych ONC-E. Następnie dane były przesyłane do rejestratora jednoczęściowego wchodzącego w skład systemu elektronicznego sondy.

Instrument ten został również wykorzystany na sondzie Hayabusa 2.

Polskie Forum Astronautyczne

Odp: Hayabusa (kompendium)
« Odpowiedź #29 dnia: Marzec 08, 2015, 18:10 »