További Tudomány cikkek
Napenergia-meghajtású rakétamotor
A Deep Space 1 (DS1) űrszonda rakétahajtóműve nem vegyi (égő anyag), hanem elektromos. A napenergia-propulziós (solar electric propulsion) rakétamotor az elektromosan töltött (ionizált) gázt elektrosztatikus térrel gyorsítja fel, és az ionok nagy sebességgel kiáramlanak az űrbe. A kiáramló ionok mozgási energiája sokkal nagyobb lehet, mint az égő gázoké, és arányos a gyorsító villamos feszültséggel. A hajtómű a kilépő ionok villamos töltését elektronsugárral közömbösíti, így a felgyorsított ionok semlegesítődnek. A kiáramló nagy sebességű semleges gáz ellenkező irányban gyorsítja az űrszondát. A rakétahajtómű tápáram felvétele a kiáramló gáz mennyiségével arányos. Ez a módszer nem csupán olcsóbb a hagyományos eljárásnál, hanem jóval nagyobb sebességre is gyorsíthatja fel az űreszközöket.
A vegyi hajtómű a hajtóanyagból nyeri az energiát, de a DS1 űrszonda ionrakétájának működéséhez a hajtóanyagon kívül külön elektromos energiaforrás is szükséges. A világűrben a legkézenfekvőbb energiaforrás a Jupiter pályáján belül a Nap fénye. Az űrszondán alkalmazott napelemek több rétegűek, ezért a teljes spektrumban jó hatásfokúak. Hatásfokuk tovább javítható, ha gyűjtőlencsével vagy tükrökkel nagyobb mennyiségű fényt vetítünk rájuk. Az űrszondán alkalmazott rendkívül vékony és könnyű hengerlencse a fényt a napelemtábláénál sokkal nagyobb területről összegyűjti, és a napelemre vetíti. A lencse nemcsak a fényt gyűjti össze, de védi is a fényelemeket a mikrometeoroktól, így növeli azok élettartamát.
Autonóm navigáció
Az eddigi naprendszerkutató szondákkal állandó kétirányú rádiókapcsolatot tartottak a földi irányítók. Ha a kapcsolat megszakadt, a szonda egyetlen képessége kimerült abban, hogy megpróbálta helyreállítani az összeköttetést. Ha nem sikerült, a stáb megsiratta a szondát és hazament. A folyamatos földi irányítás miatt az űrszonda követő rendszer teljesítményének nagy részét az egyszerű navigáció kötötte le. Az űrszonda továbbította a Földre az adatokat, a földi irányítás kiszámította a szonda helyét, helyzetét és pályaadatait. Kiszámította a pályakorrekcióhoz szükséges műveleteket is, majd részletes parancsokat adott a műveletek végrehajtására.
Ma már lehetséges egy űrszondába akkora számítástechnikai teljesítményt beépíteni, hogy az a képfeldolgozó berendezések adataiból pontosan meg tudja határozni saját helyét, és önállóan korrigálja saját pályáját. A DS1 képes az autonóm navigációra. Ha az űrszondák önállóbbak, akkor a követőrendszer és a földi irányítás egyszerre több szondát is képes követni, ezért az egy űrszondára jutó üzemeltetési költség csökken. A gazdasági szempontokon kívül az önálló navigáció mellett szól egy műszaki szempont is: amikor a Jupiter távolságából üzen egy űrszonda, hogy jön szembe egy nagy meteor, a jelzés negyven perc múlva érkezik meg a Földre. A pályát módosító parancs az észlelés után nyolcvan perccel csak roncsokat találna.
A DS1-et egy kísérleti számítógépprogram irányítja, amelynek segítségével az űrszonda sokkal több esetben dönthet a földi irányítás nélkül, akár rendkívüli esetben is. A DS1 pilótarobotja képes megtervezni és végrehajtani sok űrszondán belüli részfolyamatot: a földi irányítás nem mondja meg a szondának, hogy pontosan mit kell tennie, mint ahogy tette az eddigi űrszondákkal, csak általánosan közli vele a feladatot. Ily módon a szonda nem igényel állandó földi rádiókapcsolatot, szokatlan vagy veszélyes helyzetben azonban emberi beavatkozást kérhet: tartalmaz egy általános állapotjelentő és vészjelző egységet is. Ha minden rendben van, akkor a szonda nem köti le a nagy és drága követőberendezést.
Ka-sávú rádióerősítő
A rádiókészülék a DS1 űrszondán négyszer akkora frekvencián üzemel, mint a korábbi űrszondákon. A fejlesztőmérnökök a kisebb antennán keresztül gyorsabb adatátvitelt akartak, és azt, hogy egységnyi információ minél kevesebb energiába legyen "csomagolva", ezért nagyobb frekvenciák után néztek. Az űrkutatás számára alkalmas új frekvenciasáv, amit Ka-sávnak neveznek, négyszerese az eddig használt, úgynevezett X-sávnak. A DS1-en használt kísérleti technológia felerősíti az adó jelét, mielőtt az az antennára kerül. A nagyobb sávszélesség a képek miatt kell, amelyek a szonda küldetése során folyamatosan készültek, és letöltésük a mérési adatokénál sokkal gyorsabb átvitelt igényelt.
|
Források: NASA JPL, Supernova.hu