Deep Space 1

Deep Space 1 (DS1), bir asteroit ve bir kuyruklu yıldızın yakınından uçuş gerçekleştiren NASA'nın teknoloji kanıtlama amaçlı bir uzay aracıydı. Gelişmiş teknolojileri test etmek için tahsis edilmiş Yeni Binyıl Programı'nın (New Millennium Program) bir parçasıydı.
24 Ekim 1998'de fırlatılan Deep Space 1 uzay aracı, ana bilimsel hedefi olan asteroit 9969 Braille'in yanından bir uçuş gerçekleştirdi. Görev, 19P/Borrelly kuyruklu yıldızıyla karşılaşmak ve ileri mühendislik testlerinin gerçekleştirilmesi amacıyla iki kez uzatıldı. İlk aşamalarındaki ve yıldız takipçisindeki yazılımsal sorunlar, görev yapılandırmasında sürekli değişikliklere yol açtı. Asteroit geçişi kısmi bir başarı olarak kalsa da, kuyruklu yıldızla karşılaşma sonucu değerli bilgiler elde edildi.
Deep Space serisi, Ocak 1999'da Mars Polar Lander üzerine bindirilerek fırlatılan ve Mars'ın yüzeyine çarpması amaçlanan (temas kopmuş ve görev başarısız olsa da) Deep Space 2 sondaları ile devam etti. Deep Space 1, geleneksel kimyasal roketler yerine İyon itici kullanan ilk NASA uzay aracıydı.
Teknolojiler
Deep Space 1in amacı, gelecekteki görevler için teknoloji geliştirme ve doğrulamaydı. Bu amaçla 12 teknoloji test edildi:
Güneş Enerjili Elektrik Tahriği
Güneş Yoğunlaştırıcı Dizileri
Çok Fonksiyonlu Yapı
Minyatür Entegre Kamera ve Görüntüleme Spektrometresi
İyon ve Elektron Spektrometresi
Küçük Derin Uzay Aktarıcısı
Ka-Bant Katı Hal Güç Amplifikatörü
Beacon Monitor İşlemleri
Otonom Uzak Ajanı
Düşük Güç Elektroniği
Güç Çalıştırma ve Anahtarlama Modülü
Otonom Navigasyon
Görev özeti
Fırlatmadan önce Deep Space 1, kuyruklu yıldız 76P/WestKohoutekIkemura ve asteroit 3352 McAuliffe'yi ziyaret etmeyi amaçlıyordu. Gecikmeli fırlatma nedeniyle hedefler, asteroit 9969 Braille (o zamanlar 1992 KD olarak adlandırılırdı) ve 107P/WilsonHarrington kuyruklu yıldızı olarak değiştirildi. 28 Temmuz 1999'da, Braille asteroitinin 26 km uzağından geçti. Geçiş sırasında asteroitin bileşimi ve boyutları üzerine ölçümler yaptı, ayrıca güneş rüzgarının sapmalarını kontrol ederek bir manyetik alanın olası varlığını doğruladı. Bu ikinci görev tam olarak başarılı olmadı. Yaklaşma aşamasında bir yazılım sorunu nedeniyle beklemeye girdi. Bu sorun Dünya'dan çözüldüğünde, otonom seyrüsefer sistemi asteroiti doğru bir şekilde tanımlayamadı ve bu nedenle kaliteli fotoğrafların oluşturulmasını engelledi. Kalan ölçümler yararlı veriler verdi. Ağustos 2002'de, başka bir genişletilmiş görev olarak asteroit 'in yanından geçmesi düşünüldü, ancak nihayetinde maliyet endişeleri nedeniyle gerçekleştirilmedi. Görev sırasında Mars'ın yüksek kaliteli kızılötesi tayfları da alındı.
Sonuçlar ve başarılar
İyon tahrik motoru başlangıçta 4.5 dakikalık çalışmadan sonra arızalandı. Ancak daha sonra tekrar faaliyete geçirildi ve mükemmel bir performans sergiledi. Görevin başlarında, fırlatma aracının ayrılması sırasında çıkan malzeme, yakın aralıklı iyon çıkarma ızgaralarının kısa devreye girmesine neden oldu. Malzeme elektrik arkıyla aşındığı, gaz çıkışıyla süblimleştiği veya basitçe sürüklenmesine izin verildiği için kirlenme sonunda temizlendi. Bu, motorun bir motor onarım modunda tekrar tekrar çalıştırılmasıyla, sıkışan malzeme üzerinde ark oluşturarak başarıldı.
İyon motoru egzozunun, radyo iletişimi veya bilim aletleri gibi diğer uzay aracı sistemlerine engel olacağı düşünülüyordu. PEPE dedektörlerinin, motordan bu tür etkileri izlemek için ikincil bir işlevi vardı. İticiden gelen iyon akışı, PEPE'nin yaklaşık 20 eV'nin altındaki iyonları gözlemlemesini engellemesine rağmen hiçbir girişim bulunmadı.
Başka bir arıza yıldız takipçisi'nin kaybıydı. Yıldız takipçisi, yıldız alanını dahili çizelgeleriyle karşılaştırarak uzay aracı konumunu belirler. MICAS kamerası yıldız takipçisinin yerini alacak şekilde yeniden programlandığında görev kurtarıldı. MICAS daha hassas olmasına rağmen, görüş alanı çok daha küçüktür ve daha büyük bir bilgi işleme yükü oluşturur. İronik olarak, yıldız takipçisi son derece güvenilir olması beklenen, kullanıma hazır bir bileşendi.
Çalışan yıldız takipçisi olmadan, iyon tahriği geçici olarak askıya alındı. İtki süresinin kaybı, yanından geçen 107P/WilsonHarrington kuyruklu yıldızın uçuş iptalini zorunlu kıldı.
Autonav sistemi ara sıra elle düzeltmeler gerektiriyordu. Çoğu sorun, Autonav'ın hedefleri yanlış tanımlamasına neden olarak kırınım artışlarına ve kamerada yansımalara neden olan daha parlak cisimler nedeniyle tanımlanması zor veya çok loş cisimlerin belirlenmesindeydi.
Remote Agent sistemi, uzay aracında simüle edilmiş üç arıza ile sunuldu ve her olayı doğru şekilde halletti.
Remote Agent'ın üniteyi yeniden etkinleştirerek düzelttiği arızalı elektronik birim.
Remote Agent'ın güvenilmez olarak algıladığı ve bu nedenle doğru şekilde göz ardı ettiği yanlış bilgi sağlayan başarısız sensör.
"kapalı" konumda sıkışmış bir konum kontrol iticisi (uzay aracının yönünü kontrol etmek için küçük bir motor), Remote Agent tarafından algılandı ve o iticiye dayanmayan bir moda geçerek telafi edildi.
Genel olarak bu, tamamen otonom planlama, teşhis ve iyileşmenin başarılı bir gösterimini oluşturdu.
MICAS cihazı bir tasarım başarısıydı, ancak morötesi kanalı bir elektrik arızası nedeniyle başarısız oldu. Görevin ilerleyen saatlerinde, yıldız takipçisi arızasından sonra MICAS bu görevi de üstlendi. Bu, Borrelly kuyruklu yıldızı karşılaşması da dahil olmak üzere kalan görev sırasında bilimsel kullanımında sürekli kesintilere neden oldu.
Asteroit 9969 Braille'in yanından geçişi yalnızca kısmi bir başarıydı. Deep Space 1, asteroitten yalnızca 'da uçuş gerçekleştirmeyi amaçlıyordu. Yaklaşmadan kısa bir süre önce bir yazılım sorunu da dahil olmak üzere teknik zorluklar nedeniyle, araç bunun yerine Braillee mesafeden geçti. Bu, ayrıca Braille'in daha düşük albedosu, asteroitin Autonav'ın kamerayı doğru yöne odaklaması için yeterince parlak olmaması ve fotoğraf çekiminin neredeyse bir saat geciktiği anlamına geliyordu. Ortaya çıkan resimler hayal kırıklığı yaratacak kadar belirsizdi.
Ancak, Borrelly Kuyruklu Yıldızı'nın yanından geçişi büyük bir başarıydı ve kuyruklu yıldızın yüzeyinin son derece ayrıntılı görüntülerini gönderdi. Bu tür görüntüler, Giotto uzay aracı tarafından çekilen -- Halley Kuyruklu Yıldızı nın önceki tek fotoğraflarından daha yüksek çözünürlükteydi. PEPE cihazı, kuyruklu yıldızın güneş rüzgarı etkileşiminin çekirdekten dengelendiğini bildirdi. Bunun kuyruklu yıldızın yüzeyine eşit olarak dağılmayan jetlerin emisyonundan kaynaklandığına inanılıyor.
Enkaz kalkanları olmamasına rağmen, uzay aracı kuyruklu yıldız geçişini sağlam bir şekilde atlattı. Bir kez daha seyrek kuyruklu yıldız jetleri uzay aracını işaret etmiyor gibiydi. "Deep Space 1" daha sonra uzay aracının donanım teknolojilerini yeniden denemeye odaklanan ikinci genişletilmiş görev aşamasına girdi. Bu görev aşamasının odak noktası iyon motor sistemleriydi. Sonunda konum kontrol iticileri için uzay aracının hidrazin yakıtı tükendi. Yüksek verimli iyon itici, ana tahrike ek olarak konum kumandası yapmak için yeterli miktarda iticiye sahipti ve böylece görevin devam etmesine izin verdi.
Ekim sonu ve Kasım 1999 başlarında, uzay aracının Braille sonrası kıyı aşaması sırasında, Deep Space 1, MICAS cihazıyla Mars'ı gözlemledi. Bu çok uzak bir uçuş olmasına rağmen, alet gezegenin çoklu kızılötesi spektrumlarını almayı başardı.
Mevcut durum
Deep Space 1 değerli bilim verilerini ve görüntülerini göndererek birincil ve ikincil hedeflerinde başarılı oldu. DS1'in iyon motorları 18 Aralık 2001'de yaklaşık 20:00:00 UTC'de kapatıldı ve bu da görevin sona erdiğinin işaretiydi. Gemide iletişim, gelecekte gemiye ihtiyaç duyulması durumunda aktif modda kalacak şekilde ayarlandı. Ancak, Mart 2002'de yeniden temas kurma girişimleri başarısız oldu. Güneş'in yörüngesinde, Güneş Sistemi içinde durmaktadır.