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유나이티드 발사 얼라이언스의 90번째 아틀라스 5 로켓은 우주군의 STP-3 임무로 이륙한다. 신용: 알렉스 폴리메니 / 우주 비행 지금
유나이티드 발사 얼라이언스는 아틀라스 5 로켓의 케이프 커내버럴(Cape Canaveral)에서 새벽까지 폭발이 불거진 후 적도 화요일 보다 22,000마일 이상 떨어진 목표물 궤도에 미국 우주군 기술 데모 위성 두 개를 배치했다.
우주군이 11억 4천만 달러에 달하는 성공적인 임무는 레이저 통신, 기상 모니터링 및 우주 상황 인식에 대한 실험 메들리와 국제 시험 금지 조약 준수를 보장하기 위해 핵 폭발을 탐지하는 정부 페이로드를 제공했습니다.
196 피트 높이 (59.7 미터) 아틀라스 5 로켓은 케이프 커내버럴 우주 포스 스테이션에서 발사대 41에서 이륙 5:19 a.m. EST (1019 GMT) 화요일. ULA는 개선된 상류풍 조건을 기다리기 위해 발사를 1시간 이상 연기했습니다.
이 임무는 ULA 팀이 아틀라스 5 카운트다운의 시작을 방해하는 발사대의 지상 저장 시스템에서 등유 연료 누출을 감지한 후 일요일부터 연기되었습니다.
5개의 견고한 로켓 부스터의 어시스트를 받은 아틀라스 5는 패드 41을 발사하고 맑은 새벽 하늘로 천둥을 치며 대서양 을 동쪽으로 260만 파운드의 추력으로 향했습니다. 아틀라스 5는 90번째 미션을 수행했으며, 12번째 미션은 고체 연료 모터를 완벽하게 보완하여 가장 강력한 구성으로 진행되었습니다.
로켓의 켄타우로스 상부 스테이지는 에어로젯 로켓다인 RL10 엔진이 주차 궤도에 도달하기 위해 임무에 거의 5분 만에 불을 붙였고, 발사 후 1시간 이상 발사한 후 최고점 또는 고점을 발사하여 지구 상공 22,000마일(약 36,000km) 이상의 궤도를 높였습니다.
로켓은 RL10을 발사하기 5시간 전에 세 번째로 적도 위 지구 동기 궤도 근처 의 궤도를 순환시켰다.
마지막으로, 케이프 커내버럴을 출발한 지 6시간 반 이내, 켄타우로스 상부 스테이지는 우주군의 STPSat 6 위성을 배치했다. 40분 후, T+에서 7시간 10분, 상부 스테이지는 장시간 추진 ESPA 또는 LDPE 1이라는 라이드쉐어 페이로드를 발표했습니다.
두 우주선 모두 노스롭 그루먼이 제조했으며 다양한 기술 데모 페이로드를 탑재했다.
아틀라스 5 로켓이 화요일 초 케이프 커내버럴 위로 하늘로 날아갑니다. 신용: 마이클 케인 / 우주 비행 지금 / 콜드 라이프 사진
이 임무는 60년 이상 672발사에 걸친 커리어인 최종 위성 승객의 분리를 통해 이륙에서 아틀라스 로켓으로 가장 긴 비행 기록을 세웠습니다.
STP-3로 지정된 발사는 군사 기술 데모 실험을 위한 우주로의 놀이기구를 준비하는 우주 테스트 프로그램의 후원을 받았습니다. 연구원들은 STP 임무에 대한 실험을 테스트한 후 작전 군사 위성에 사용하기 위해 전환됩니다.
"오늘의 출시는 ULA 팀이 지속적으로 우리 나라의 가장 중요한 우주 자산에 대한 우리 나라의 가장 신뢰할 수있는 성공적인 발사 제공 업체 역할을하는 이유에 대한 증거입니다,"게리 웬츠, 정부 및 상업 프로그램의 ULA 부사장은 말했다, 발사 후 성명에서 화요일.. "STP-3을 성공적으로 궤도에 공급하는 데 있어 엄청난 파트너십을 맺은 미국 우주군, NASA 및 업계 팀원들에게 감사드립니다."
STPSat6 위성에 대한 실험 중 하나는 지구와 우주 사이의 고속 레이저 통신 링크를 테스트하기 위해 3억 2천만 달러 규모의 NASA 장비인 레이저 통신 릴레이 데모였습니다.
LCRD 페이로드는 광 통신 링크가 기존의 무선 기반 통신 시스템보다 대량의 정보를 더 빠르게 다운링크하는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 를 테스트하기 위한 2년 간의 일련의 실험에 착수하고 있습니다.
NASA의 우주 기술 임무 디렉터인 트루디 코르테스(Trudy Kortes)는 "우리는 이 기술 프로젝트를 한동안 노력해 왔으며, 이 기능이 데모 단계로 이동하는 것을 볼 준비가 되어 있다"고 말했다. "이 데모의 목적은 NASA의 현재 무선 주파수 기준 시스템보다 10~100배 빠른 속도로 데이터를 전송할 수 있는 통신 시스템의 첫 번째 양방향 종단 간 테스트를 증명하는 것입니다. 그리고 레이저를 사용하여 데이터를 다시 전송하는 광학 다운 링크와 함께, 이것은 진정으로 그것의 종류의 데모의 첫 번째입니다."
ULA 애니메이션의 이 스틸 이미지는 STPSat 6 및 LDPE 1 위성으로 지구 위로 22,000마일 이상 비행하는 아틀라스 5 로켓의 켄타우로스 상부 스테이지를 보여줍니다. 신용: 유나이티드 런칭 얼라이언스
NASA의 Artemis 임무와 달 탐사 및 향후 화성 탐사 임무와 같은 향후 데이터에 굶주린 우주 임무는 데이터를 지구로 전송하기 위해 레이저 통신 링크가 필요할 것입니다. NASA는 또한 달에 우주 비행사에 더 큰 데이터 패키지를 업링크 레이저를 사용자 수 있습니다.
"임무가 더 많은 데이터를 생성하고 수집함에 따라 데이터를 다시 전달하기 위해 더 높은 대역폭이 필요하며 LCRD가 테스트하고 시연하는 바로 그 것입니다." "이 새로운 시스템은 더 높은 데이터 전송 속도를 제공할 뿐만 아니라... 그것은 볼륨이 작을 것이고, 덜 하고 예술의 현재 상태보다 적은 전력을 사용합니다. 그리고 달에 대한 강력한 존재감을 확립하고 궁극적으로 인간을 화성에 파견하기 위해 노력할 때 LCRD와 같은 기술 데모는 미래의 임무 요구를 가능하게 하는 데 절대적으로 중요합니다."
NASA에 따르면 레이저 실험은 광 통신의 새로운 지평을 깰 것입니다.
일부 네트워크는 레이저 링크를 사용하여 우주의 위성 간에 데이터를 빔합니다. 스페이스 엑스의 스타 링크 인터넷 네트워크는 인터넷 트래픽이 우주선에서 우주선으로 도약 할 수 있도록 레이저 크로스 링크를 사용하고, 유럽 우주 국의 데이터 릴레이 시스템은 유럽의 코페르니쿠스 환경 모니터링 위성에서 이미지를 수집하기 위해 유사한 광학 통신 아키텍처를 사용합니다.
그러나 Starlink 및 유럽 데이터 릴레이 시스템 네트워크는 기존의 무선 신호를 사용하여 데이터를 지구로 반환합니다.
NASA의 첨단 통신 및 네비게이션 기술 부문 이사인 제이슨 미첼(Jason Mitchell)은 "광학 분야에서 우주 간 링크에 대한 수많은 상업적 활동이 있으며, 이는 비용 절감, 가용성 증가, 많은 사람들이 액세스하고 사용할 수 있는지 확인하기 때문에 매우 좋습니다." "그러나 우리의 관점에서, 도전 중 하나는 바로 지구 링크입니다. 대기, 당신이 어디에 에 따라, 정말 레이저 채널에 영향을 미칠 수 있습니다. 난기류는 일종의 빔을 왜곡할 수 있습니다."
무선 주파수를 이용한 위성 통신은 전력을 증가시켜 대기 간섭을 해결할 수 있습니다. 일부 라디오 밴드는 또한 구름과 비에 의해 막힘에 덜 취약합니다.
NASA의 고다드 우주 비행 센터의 LCRD 임무 수석 조사관인 데이브 이스라엘(Dave Israel)은 "우리가 전력을 켜고 RF(무선 주파수) 링크에서 할 수 있는 것처럼 악천후를 지나갈 수 없다는 특정 한 지점이 있다"고 말했다. "당신은 다른 곳에서 레이저 빔을 조종해야합니다. 따라서 임무를 수행하기 위해 광학 통신을 사용하기 전에 많은 운영 경험을 얻을 수 있어야 합니다."
NASA의 레이저 통신 릴레이 데모 실험은 STPSat 6 위성의 상부에 장착 볼 수 있습니다. 신용: 미국 우주군
NASA는 하와이와 캘리포니아에 두 개의 지상 부지를 설치하여 우주에서 LCRD 탑재하중과 연결했습니다. 엔지니어들은 높은 고도에 위치하여 구름 덮개와 레이저 링크에 대한 기타 대기 효과를 최소화하기 위해 두 위치에서 1미터 광학 망원경을 테스트하고 있습니다.
LCRD 실험의 일부는 하와이와 캘리포니아 지상 역에서 기상 데이터를 수집하는 것을 포함할 것이라고 고다드의 LCRD 임무의 지상 세그먼트 매니저 인 미리암 베너스텐 (Miriam Wennersten)은 말합니다. 엔지니어는 다른 기상 조건이 레이저 통신 링크에 미치는 영향을 연구할 것입니다.
"레이저는 구름에 의해 차단될 수 있습니다, 사이트 다양성이 중요한 이유입니다," 미첼은 말했습니다.
STPSat 6의 LCRD 탑재하중은 두 개의 광학 통신 단자와 스위칭 장치로 구성되어 있어 계측기가 신호를 수신하고 데이터를 송신기로 전환한 다음 신호를 대상으로 빔할 수 있습니다.
LCRD는 적외선 레이저와 함께 작동, 인간의 눈에 보이지 않는. 레이저 파장은 전파보다 10,000배 짧기 때문에 데이터가 더 좁은 빔으로 이동할 수 있습니다.
레이저는 여전히 물리학의 법칙에 의해 제한되고, 빛의 속도로 여행.
NASA의 우주 통신 및 탐색 프로그램의 부관리자인 Badri Younes는 "우리가 더 빨리 말할 때, 데이터를 지면에 다운링크하는 데 시간이 걸리지 않고 많은 양의 데이터를 한 번에 덤프할 수 있다는 측면에서 해야 합니다.
LCRD의 초기 실험은 미션의 지상국 간에 데이터를 앞뒤로 전달합니다. 내년에 NASA는 상업용 화물선에서 국제 우주 정거장에 레이저 통신 터미널을 발사하여 LCRD가 초당 5 마일의 지구 주변과 과속하는 움직이는 물체로 광학 링크를 테스트 할 수 있도록 할 계획입니다.
기술 데모 실험의 레이저 단말은 초당 1.2 기가비트의 속도로 데이터를 다운링크합니다. 이 시스템은 우주 정거장에서 유사한 업링크 속도를 할 수 있습니다.
STPSat 6의 지리적 동기 궤도는 NASA가 지원하는 레이저 실험에 미대륙과 태평양을 지속적으로 볼 수 있게 해 줄 것입니다.
실험의 수석 과학자인 이스라엘은 NASA가 LCRD의 2년 1차 임무 전반에 걸쳐 다양한 "사용자 사례"를 테스트할 계획이라고 밝혔다. 이 테스트를 통해 NASA는 더 큰 네트워크의 맥락에서 광 통신이 어떻게 작동하는지 알 수 있습니다. NASA에 따르면 테스트 데이터에는 우주선 건강 원격 분석, 추적 및 명령 데이터 및 샘플 사용자 데이터가 포함됩니다.
NASA는 이전에 2013년과 2014년에 달을 도는 우주선에서 직접 지구간 광통신을 시연했습니다. 그러나 레이저 탑재하중이 임무에 보조 목표이기 때문에 그 실험에 대한 테스트 시간은 제한되었습니다.
이스라엘은 "이것은 정말로 작전 시연입니다. "따라서 궤도에서 2년 동안 다양한 실험을 하고 많은 데이터를 수집하고 모델을 구체화하는 데 많은 시간을 할애할 수 있습니다."
NASA는 또한 다른 조직에 레이저 통신 실험을 열고있다, 이스라엘은 말했다. 그러나 Starlink 네트워크를 배포하기 전에 개발 된 LCRD 페이로드는 스페이스 엑스의 인터넷 함대의 레이저 터미널과 호환되지 않습니다.
LCRD 실험은 NASA의 고다드 우주 비행 센터가 제트 추진 연구소와 MIT 링컨 연구소의 지원을 받고 있습니다.
LDPE 1 우주선의 예술가의 개념. 신용: 노스롭 그루먼 / 미국 우주군대
지상 팀은 앞으로 몇 주 안에 STPSat 6 우주선의 체크 아웃을 완료한 다음 위성의 페이로드를 활성화하기 시작합니다. 미첼은 LCRD 실험이 2월에 실험을 시작할 준비가 되어 있어야 한다고 말했습니다.
LCRD 실험은 원래 2016년에 상업용 통신 우주선에 발사될 예정이었지만 NASA는 페이로드를 우주 군 위성으로 전환했습니다. STPSat 6 우주선의 지연은 2021 년 중반까지 발사를 지연시켰고, 임무는 아틀라스 5 발사 일정을 변경 한 후 연말까지 미끄러졌습니다.
ULA가 이전 아틀라스 5 로켓에서 상부 스테이지 엔진의 예상치 못한 행동을 조사하면서 우주 군은 6월에 발사 기회를 통과했습니다. 우주 정거장에 시험 비행에 보잉의 스타 라이너 승무원 캡슐의 계획 발사에 지연9 월에 STP-3 임무가 발사에서 방지, 다음 10 월에 NASA의 루시 소행성 탐험가의 출시는 아틀라스 5 일정에 우선 순위를했다.
레이저 단말이 잘 작동하고 있다고 가정하면 NASA는 LCRD 탑재하중을 2년 1차 임무 후 작동 용도로 전환할 수 있습니다.
"시연 을 넘어, 우리는 가까운 지구 환경에서 약간의 지원을 제공하기 위해 여기저기서 그것을 적용하는 것을 볼 수 있습니다"라고 Younes는 말했습니다.
결국, 레이저 통신 실험에서 배운 교훈은 민간 산업으로 넘겨질 것입니다. NASA는 1980년대부터 일련의 추적 및 데이터 릴레이 위성을 발사하여 임무 제어 우주 왕복선과 우주 정거장 사이의 데이터를 연결하는 무선 주파수를 사용했습니다. NASA는 더 이상 정부 소유의 데이터 릴레이 위성을 구축하고 발사할 계획이 없습니다.
"NASA는 민간 부문에서 통신 서비스를 인수하면서 지구 근처의 통신 능력의 대부분을 상용화하기로 결정했습니다. 우리는 사용자가 공간에서 로밍할 수 있고 그 곳의 모든 제공업체로부터 지원을 받을 수 있는 환경을 추구하고 있습니다."
광학 신호는 국제 또는 연방 기관에 의해 규제되지 않습니다.
"(라디오) 스펙트럼에 대한 액세스는 규제로 인해 매우 부담이 되지만 광학 도메인은 그렇지 않습니다. "광학 도메인은 모든 사람들이 서로 소통하고 서로에 대한 지원을 제공할 수 있는 공통 채널을 제공합니다. 이것은 우리에게 매우 중요합니다. 그래서 우리는 가능한 한 기술을 추진하려고 합니다. 하지만 먼저 우리는 그것으로 경험을 얻을 수 있습니다."
NASA의 레이저 통신 릴레이 데모에 대한 예술가의 그림이 미군의 STPSat 6 위성에 탑승하여 지상국과 국제 우주 정거장과의 레이저 링크를 보여주고 있습니다. 신용: NASA
NASA의 LCRD 탑재하중은 STPSat 6 우주선에 장착된 9개의 호스팅 페이로드 중 하나입니다.
STPSat 6은 또한 핵 폭발을 감지하기 위해 설계된 국가 핵 안보 국에 대한 페이로드가 있습니다. 우주 및 대기 버스트 보고 시스템(SABRS)은 테스트 금지 조약준수를 위해 설계된 우주 기반 센서 라인의 최신 제품입니다.
STPSat 6에 대한 또 다른 국가 핵 안보 국 탑재량은 SENSER로 명명되었습니다. 차세대 위성 기반 핵 폭발 센서에 대한 새로운 기술을 테스트합니다.
STPSat 6은 또한 에너지 전자 및 방사선 센서와 같은 공간 환경을 모니터링하는 계측기를 운반합니다. STPSat 6은 또한 방사선 경화 전자 제품을 테스트하고, 태양의 대기를 관찰하고 지자기 폭풍을 유발하고 위성 운영을 방해 할 수있는 태양 에너지 입자의 기원을 연구하기 위해 해군 연구소와 NASA의 탑재하중인 자외선 분광 -코로나그래프 패스 파인더를 운반합니다.
미국 해군 연구소의 천체 물리학자이자 임무의 수석 조사관인 레너드 스트라찬(Leonard Strachan)은 "새로운 기술과 이러한 유형의 우주 날씨를 예측하는 새로운 방법을 시연하고 있기 때문에 경로 파인더입니다. "지금 이 입자 폭풍이 언제 일어날지 예측하는 진정한 방법은 없습니다."
LDPE 1은 자체 기술 실험을 주최하며 우주에서 기동할 수 있는 자체 추진 시스템을 갖게 될 것입니다. 그것은 일반적으로 발사 후 폐기 링 모양의 페이로드 어댑터 구조를 사용하는 군사 위성의 새로운 라인에서 첫 번째입니다. 두 개의 더 많은 LDPE 위성은 내년에 발사 할 계획이다, 관계자는 말했다.
LDPE 1 우주선은 "통신, 우주 기상 감지, 우주 도메인 인식에 관한 기술을 발전시키는 여러 페이로드"를 호스팅합니다. "우리는 구체적으로 말할 수는 없지만, 그 선교 사업에 대해 이야기할 수 있습니다."
우주선은 궤도에 작은 위성을 방출 할 수 있으며, 적어도 하나의 배치 페이로드는 LDPE 1 임무에 있습니다.
공군 연구소의 상승 우주선은 블루 캐년 테크놀로지스의 12유닛 CubeSat 버스를 기반으로 하며, LDPE 1 캐리어 위성과 분리되어 지리적 동기 궤도에서 상용 기성 기술을 테스트할 것입니다. 여기에는 냉가스 추진기, 전기 추진 및 글로벌 위치 수신기가 포함됩니다.
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