스페이스 클럽 NASA 과학 위성으로 공중 발사 준비가 된 페가수스 로켓

[우주왕복선]

노스 롭 그루먼 페가수스 XL 로켓이 L-1011 캐리어 제트 아래에 장착되어 수요일 밤 플로리다 동부 해안에서 발사되는 발사기를 궤도에 발사합니다. 크레딧 : NASA / Ben Smegelsky

NASA는 노스 롭 그루먼 (Northrop Grumman)의 공중 발사 형 페가수스 XL 로켓 키에서 반복적으로 잘못된 데이터 서명 문제를 해결하기 위해 1 년 동안 지연된 후 수요일 밤 플로리다 플로리다 해안에서 미션을 받기 위해 2 억 7,500 만 달러의 연구 위성을 궤도에 보내려고한다. 지구 대기와 공간의 경계 근처에있는 전리층을 조사하십시오.

Ionospheric Connection Explorer (ICON) 임무는 지구의 기상 시스템과 전리층의 태양 활동에 의해 구동되는 우주 기상 간의 관계를 연구하는 데 전념하고 있습니다.이 대기권은 플라즈마 변동이 위성 통신 및 GPS 항법 신호에 영향을 줄 수있는 상위 대기층입니다.

NASA의 물리 물리학 부서 책임자 인 Nicky Fox는“이온 권은 계속 변화하고 있으며, 매우 역동적이어서 이런 종류의 의사 소통 능력에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. "그래서 플라즈마 물리학을 공부하기에 좋은 장소 일뿐만 아니라 우주 날씨가 우리에게 큰 영향을 미치는 지역이기도합니다."

Northrop Grumman의 L-1011 캐리어 제트는 오후 8시 32 분에 이륙 할 것입니다. EDT 수요일 (0032 GMT 목요일), 케이프 커 내버 럴 공군 역의 스키드 스트립 비행장에서 데이토나 비치 동쪽으로 약 50 ~ 100 마일 (80 ~ 160 킬로미터) 떨어진 드롭 박스로 향합니다.

모든 계획에 따르면 L-1011 승무원은 오후 9시 30 분에 57 피트 길이 (17 미터) 페가수스 XL 로켓을 발사합니다. EDT (0130 GMT). 5 초 후, 3 단계 페가수스 발사기는 ICON 우주선으로 점화되어 궤도에 발사됩니다.

그러나 수요일 밤 악천후가 예상되며 페가수스 발사에 유리한 조건은 30 %에 불과합니다. 미국 공군의 45 일 날씨 전대 예측 자들은 수요일 밤 플로리다를 통해 이동하는 날씨 시스템과 관련된 수많은 소나기와 뇌우가 번개 및 적운 구름과 관련된 발사 날씨 규칙을 위반할 수 있다고 예측합니다.

수요일 오후 9시 25 분에 열리는 90 분의 시작 창이 있습니다. EDT (0125 GMT), 필요한 경우 L-1011 캐리어 제트가 드롭 박스를 다시 통과하기에 충분한 시간.

목요일 발사가 예상되는 조건이 60 % 일 때 더 좋은 날씨가 예상됩니다.





“24 시간 지연되는 경우 목요일 중순 공기가이 지역으로 유입됨에 따라 강수 확률이 낮에 감소하는 것으로 보입니다. “강수는 더 고립되어야하고 천둥의 가능성은 상당히 낮습니다. 주요 관심사 (목요일)는 적운 규칙이 될 것입니다.”

아이콘을 우주로 데려 오는 것은 놀라운 시작이었습니다.

작년에 두 차례의 발사 캠페인이 페가수스 로켓의 방향타의 움직임을 보여준 잘못된 데이터 서명으로 단축되었습니다.

노스 롭 그루먼 (Northrop Grumman)의 우주 발사 프로그램 부사장 인 필 조이스 (Phil Joyce)는“우리는 비정상적인 위치 피드백 판독 값, 기본적으로 피드백 라인의 노이즈 스파이크를보고있는 방향타 액츄에이터였습니다. 우리는 그 사실을 이해하지 못했지만, 현재 상황에서 발사 할 경우 이러한 소음 스파이크가 우리의 제어 시스템에 결합하여 나쁜 날을 일으킬 수 있다고 우려 할 정도로 충분히 중요했습니다.”

Northrop Grumman과 NASA의 엔지니어는 11 개월 동안 문제를 분석하고 하드웨어를 테스트하고 수정 조치를 개발 한 다음 다시 발사 할 수 있도록 Pegasus XL 로켓과 ICON 위성을 준비했습니다.

NASA의 ICON 임무 담당 이사 인 Omar Baez는“우리는이 로켓에 문제를 해결하고 싶었습니다. "우리는 이러한 유형의 미션에 대해 두 번째 기회가 없으며, 그것을 올바르게하고 싶습니다."

팀은 지난 6 월 태평양의 Kwajalein Atoll에 대한 임무의 최초 발사 기지까지 지난 6 월 페리 비행 중에 방향타 판독 값을 발견했습니다. 관리자들은 하와이에서 계획된 도중에 페가수스 발사 처리 팀의 본거지 인 반덴버그 공군 기지로 로켓을 돌려 주기로 결정했습니다.

NASA와 노스 롭 그루먼 관계자는 중단 된 콰잘 레인 발사 캠페인 이후 미션의 기지를 케이프 커 내버 럴로 이전하기로 합의했다. ICON 위성이 원래보다 약간 무거울 것으로 예상 되었기 때문에 플로리다에서 발사 할 계획은 없었습니다.

그러나 지난 10 월 Vandenberg에서 Cape Canaveral로가는 페리 비행 중에 비슷한 방향타 데이터 판독 값이 발생하여 문제를 해결하기 위해 더 많은 데이터 검토 및 하드웨어 변경이 발생했습니다. 팀은이 문제가 해결되었다고 생각했지만 L-1011과 Pegasus가 11 월 7 일 발사 시도를 위해 케이프 커 내버 럴을 드롭 박스로 떠난 후 원격 측정 데이터에 다시 잠재적 인 문제가 있음을 보여주었습니다.

관리자들은 문제를 추가로 조사하기 위해 또 다른 중단을 명령했고 L-1011과 Pegasus는 Vandenberg로 돌아 왔습니다.

캘리포니아 반덴버그 공군 기지의 1555 건물 처리 시설 내부에있는 페가수스 XL 로켓의 모습은 첫 번째 단계 상단의 방향타를 포함하여 차량의 공기 역학적 제어 표면을 보여줍니다. 크레딧 : NASA / Randy Beaudoin

조이스는 화요일에“정말 역경이 많을 때 팀에 대해 이야기하고, 아이콘은 확실히 다르지 않다”고 말했다. “이것은 매우 복잡한 기계입니다. 우리는 이전 출시 시도에서 우리 중 어느 누구도 익숙하지 않은 것을 보았습니다. 우리는 일어 서서 그 문제를 해결하고 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하기로 결정했습니다.

엔지니어들은 지상에서 사전 발사 테스트 중에 가짜 방향타 데이터를 보지 못했습니다. 페가수스가 L-1011 캐리어 제트에서 저압 및 저온에서 공기 중에있을 때만 문제가 나타났습니다.

“이는 30 년 동안이 사업에서 경력에서 보았던 가장 어려운 문제 중 하나 인 매우 어려운 문제의 바닥을 얻기 위해 실제로 광범위한 지상 테스트, 모델링, 시뮬레이션 및 비행 테스트 활동이 필요했습니다. 조이스가 말했다.

"그러나 우리는 거기에 도착했다"고 말했다. "NASA를 통해 우리는 페가수스에있는 시스템에 대해 조금 더 많은 정보를 얻었고 우리를 교육했으며 정말 현명한 시정 조치를 취했습니다."

엔지니어는 잘못된 방향타 위치 데이터의 근본 원인을 식별 할 수 없었습니다. ICON을 궤도에 제공하도록 설정된 페가수스 런처는 새로운 액추에이터 제어 장치로 최초로 비행 한 것입니다. 조이스는 엔지니어들이 페가수스 첫 단계에서 러더 액츄에이터를 제어하는 ​​전자 장치에 약간의 수정을가했다고 말했다.

Joyce는“실제로 우리가보고있는이 현상과 관련이 있다고 생각한 5 ~ 6 가지가 있었으며, 문제를 해결하기 위해 우리가했던 것은 우리가 그 모든 것을 공격하고 공격 한 것”이라고 Joyce는 말했습니다. “우리는 전자 장치를 이에 덜 민감하게 수정했습니다. 피드백 회로의 일부 하드웨어를 L-1011이 제공하는 환경에보다 견고하게 수정했습니다. 실험실에서 환경을 테스트 한 후 Vandenberg에서 두 번의 테스트 비행을 실시했습니다.”

10 월 1 일, L-1011은 페가수스 로켓을 케이프 커 내버 럴로 돌아 왔습니다. 지난해부터 엔지니어들은 비행 중 방향타 데이터 문제의 재발을 감지하지 못했습니다.

아이콘의 페가수스 로켓과 관련된 이전의 우려는 2017 년부터 임무를 지연시켰다.

엔지니어들은 반덴버그 (Vandenberg)로 운송하는 동안 잘못 처리 된 후 페가수스 로켓 모터를 검사 할 시간이 더 필요했습니다. 이로 인해 2017 년 6 월에서 12 월까지 발사가 시작되었으며, 마샬 군도의 콰잘 레인에있는 최초의 발사 장소에서 군사용 범위에서 그 다음으로 이용 가능합니다.

그런 다음 관리자는 페가수스 로켓의 페이로드 페어링을 제압하고 위성을 궤도에서 분리하는 데 사용되는 볼트 절단기의 신뢰성을 평가하는 임무를 수행하기로 결정했습니다.

이러한 문제는 작년 첫 번째 ICON 출시 캠페인이 끝나고 방향타 문제가 처음 나타 났을 때 종결되었습니다.

NASA의 ICON 우주선은 캘리포니아 Vandenberg 공군 기지의 1555 건물 내 Pegasus XL 로켓 9 월 10 일에 부착되었습니다. 크레딧 : NASA / Randy Beaudoin

ICON 임무는 위성 전달 임무에서 페가수스 로켓을 44 번째 발사하는 것이며 34 번째 페가수스 XL 구성은 고체 로켓 모터를 업그레이드 한 것입니다. 2016 년 12 월 가장 최근의 페가수스 로켓 임무를 주최 한 케이프 커 내버 럴 (Cape Canaveral)을 기반으로 한 7 번째 페가수스 발사가 될 것입니다.

폭스는 이번 지연으로 ICON의 총 비용이 미션에 대한 NASA의 예산 2 억 6,400 만 달러 이상으로 상승하지 않았다고 폭스는 밝혔다.

지난 주 플로리다의 스페이스 코스트에 다시 도착한 이래로 페가수스 발사 팀은 로켓을 발사 날 드레스 리허설을 통해 차량의 최종 마감을 완료했습니다.

스키드 스트립 비행장의 지상 승무원은 수요일 오후에 발사 일 준비를 시작합니다. 페가수스 로켓의 마지막 실습 작업에는 발사기 병기 장치에서 안전 핀을 제거하고 내부 배터리를 확인한 후 로켓의 페이로드 덮개에 도어를 설치하는 것이 포함됩니다.

발사 팀은 오후 5시 직후 페가수스 사전 출시 체크리스트의 단계를 시작합니다. EDT (2100 GMT). 엔진을 시동 한 후 L-1011 항공 항공기는 스키드 스트립 활주로로 택시를 타고 케이프 커 내버 럴에서 북동쪽으로 100 마일 이상 떨어진 지점으로 이륙합니다.

에어 캐나다가 이전에 소유 한 개조 된 정기 여객기 인 L-1011 항공 제트기는 동쪽으로 향한 후 드롭 박스를 통해 서쪽으로 날아와 기상 조건을 평가합니다. L-1011의 지휘 조종사 인 Don Walter에 따르면, "경주 트랙"패턴은 마지막 차례에 캐리어 항공기를 고도 39,000 피트 (11,900 미터)와 대기 ​​속도 Mach 0.82로 동쪽으로 향하게 할 것이다.

4 인 비행 승무원과 3 명의 페가수스 발사 차량 운전자가 ICON 발사 중에 L-1011에 탑승합니다.

발사 전 마지막 순간에 페가수스 로켓은 지느러미를 조종하여 월터의 부조종사 인 스티브 건 (Steve Gunn)이 발사 차량 발사 명령을 내리기 전에 준비 상태를 확인합니다.

페가수스가 L-1011 아래로 수백 피트 거리까지 5 초 동안 자유 낙하 할 수 있도록 고리가 열리 며, 고체 연료의 첫 단계 모터가 발사되어 우주로 올라 가기 시작합니다.

월터는“한 ​​번에 52,000 파운드 (23,600 킬로그램)를 잃게됩니다. “비행기가 올라가고 싶어합니다. 디즈니 랜드를 타는 것과 비슷합니다. 그 로켓이 꺼지면 우리는 멀리 떨어져 있기를 원합니다.”

L-1011 비행 승무원 왼쪽에서 오른쪽으로 : 비행 엔지니어 Bob Taylor, 조종사 및 비행 엔지니어 Mark Kenny, 부조종사 Steve Gunn 및 지휘관 Don Walter. 크레딧 : Alex Polimeni / Spaceflight Now

Pegasus XL의 Orion 50S XL 1 단계 모터는 발화되어 163,000 파운드의 추진력을 낼 수 있으며 월터가 발사대의 배기 깃털에서 항공기 상을 조종 할 때 로켓이 위로 올라와 항공 모함 제트기 앞에서 고도를 얻습니다.

첫 번째 단계는 T + plus에서 1 분 17 초 후에 타 버린 후 약 16 초 후에 단계 분리됩니다. Orion 50 XL 모터는 약 44,000 파운드의 추력으로 약 237,000 피트 (72.1 킬로미터)의 고도에서 발사됩니다.

페가수스는 T + 플러스 2 분, 10 초 동안 밀도가 낮은 대기층보다 위에 있으며,이 때 로켓은 조개 껍질 같은 노즈콘을 비추어 ICON 위성을 드러냅니다.

Orion 50 XL 2 단계 모터는 모든 고체 연료를 T + plus 2 분 48 초로 소비 한 다음, 로켓이 ICON 임무의 목표 고도까지 올라갈 수 있도록 4 분의 해안 단계를 시작합니다. 이 시간 동안 로켓의 온보드 컴퓨터는이 시점까지 부스터의 성능을 기반으로 세 번째 단계를 점화해야 할 시점을 계산합니다.

두 번째와 세 번째 단계의 분리는 T + plus 7 분 전후로 계획된 후 몇 초 후에 세 번째 단계 인 Orion 38 모터가 점화됩니다. 세 번째 단계의 69 초 화상은 ICON을 적도까지 27도 기울어 진 357 마일 높이 (575 킬로미터)의 궤도에 배치합니다.

페가수스 로켓은 3 단계에서 634 파운드 (288 킬로그램)의 ICON 우주선을 T + 플러스 11 분 20 초에 발사합니다. ICON은 페가수스 로켓에서 배치 한 후 2 분 이내에 발전 용 태양 전지판을 확장 한 다음 태양에 고정하여 배터리 충전을 시작합니다.

ICON은 자체 로켓 추진기를 가지고 있지 않으므로 Pegasus 로켓의 표적 배치는 임무의 성공에 중요합니다. 버클리 캘리포니아 대학교 (University of California, Berkeley)의 선교부 책임자 인 토머스 임멜 (Thomas Immel)에 따르면, 체크 아웃 후 11 월 말에 ICON은 과학적 관찰을 시작해야한다.

페가수스 로켓과 마찬가지로 ICON 위성은 Northrop Grumman에 의해 제작되었습니다. 회사의 LEOStar 2 위성 버스를 기반으로합니다.

수요일은 노스 롭 그루먼에게 바쁜 하루가 될 것입니다. 항공 우주 계약자가 제작 한 2 개의 상용 위성이 수요일 초 프로톤 로켓에 발사 될 예정이며, ICON은 24 시간 이내에 노스 롭 그루먼이 만든 세 번째 우주선이 될 수 있습니다.

기술자는 ICON 위성을 기후 제어 저장 장치에 넣고 엔지니어는 페가수스 로켓의 방향타 문제를 조사했습니다. 팀은 올 여름에 우주선의 상태 점검을 완료하기 위해 ICON을 저장 공간에서 꺼 냈습니다. 이 테스트에는 위성의 5 개 패널 태양열 어레이 날개의 배치 테스트가 포함되어 패널을 풀기 위해 필요한 메커니즘이 여전히 완벽하게 작동하는지 확인했습니다.

NASA는 2013 년 대행사의 익스플로러 프로그램에 대한 Immel의 제안을 선택하여 장거리 무선 통신 및 GPS 내비게이션에 영향을 미치는 상층 대기에서 끊임없이 변화하는 전리층의 전리층 변동성을 조사했습니다.

궤도에서 아이콘 위성의 예술가의 개념. 크레딧 : NASA

ICON 임무는 과학자들이 오랫동안 태양 활동에 의해 주도되었다고 생각했던 전리층의 조건과 지구 대기의 더 깊은 날씨 사이의 연관성을 조사 할 것입니다.

“이온 권은 우리와 태양 사이의 공간에서 가장 밀도가 높은 플라즈마이며, 플라즈마는 우리가 매일 사용하는 시스템에 많은 영향을 미칩니다.

ICON 임무는“낮은 대기의 날씨, 우리가 매일 경험하는 날씨가 우주의 조건에 미치는 영향”을 연구 할 것이라고 그는 말했다. "저기압과 고기압의 결합은 NASA의 새로운 과학 주제입니다."

이전 위성 임무는 전리층과 지구 기상 시스템에서 플라즈마와 바람 사이의 예기치 않은 결합을 감지했습니다.

버지니아 테크 (Virginia Tech)의 ICON 프로젝트 과학자 인 스콧 잉글랜드 (Scott England)는“IMAGE라고하는 NASA 미션의 데이터를 사용하여 우리가 발견 한 것은 대기권과 전리층의이 지역이 실제로 지구 표면 근처의 기상 시스템과 관련된 영향에 반응하고 있다는 것입니다. “이것은 연결을보기 위해 당시에는 예상치 못한 일이었습니다. 하전 된 입자가 어디에 있었는지, 얼마나 많았으며, 가스가 얼마나 조밀 한가 – 지구 표면 근처의 날씨 패턴에 반응하고있었습니다.”

임멜은“우리는 이러한 임무를 통해 열대에서 우기의 변화에 ​​반응하여 전리층의 밀도가 변한다는 것을 알았다”고 말했다. “아이콘의 새로운 사명은 그 주제에 초점을 맞추는 것입니다. 우리는 그 지역을 조사하기위한 도구를 가지고 있습니다.

“우리는이 기술에 초점을 맞추면 우주 날씨를 더 잘 예측하고 이해하는 데 핵심적인 열쇠가 될 것”이라고 말했다.

ICON은 캘리포니아 대학, 버클리, 해군 연구소 및 달라스 텍사스 대학에서 개발 한 4 가지 유형의 기기를 보유하고 있습니다.

사지 및 디스크의 세계적 규모 관찰의 약자 인 GOLD라는 또 다른 NASA 임무에는 ICON의 계획된 관찰과 교차하는 목표가 있습니다.

GOLD는 적도에서 22,000 마일 (약 36,000km) 이상인 정지 위성에 장착되어 전리층의 에어 글로우를 광역에서 볼 수 있습니다.

폭스는“ICON은 현재 1 년 동안 GOLD로 이미징했던 플라즈마 버블을 통해 비행하면서 현장 측정을 제공 할 예정”이라고 말했다.

ICON이 원래 일정대로 시작된 경우 GOLD 이전의 공간에 있었을 것입니다.

폭스는“2 년의 지연이 있었다”고 말했다. “우리는 조금 더 많은 과학을 배웠습니다. 우리는 이제 1 년 분량의 GOLD 이미지를 얻었으므로 ICON이 우리에게 가져다 줄 것에 대해 더 흥분하고 있다고 생각합니다.”

스페이스 클럽(Space Club)