ATS -6 - ATS-6

ATS-6
	ATS-6 satellit.
Uppdragstyp	Communications; Technology
Operatör	NASA
COSPAR -ID	1974-039A
SATCAT nr.	07318
Uppdraget varaktighet	5 år
Rymdfarkostens egenskaper
Buss	ATS-6 buss
Tillverkare	Fairchild flygplan
Starta massa	930,0 kilo (2,050,3 lb)
Kraft	645 W
Uppdragets början
Lanseringsdag	30 maj 1974, 23:37:00 UTC
Raket	Titan-3 (23) C
Lanseringsplats	Cape Canaveral LC-40
Uppdragets slut
Inaktiverad	30 juni 1979
Orbitalparametrar
Referenssystem	Geocentrisk
Regimen	GSO
Halvstor axel	41.691,1 kilometer (25.905,6 mi)
Perigee höjd	35184 kilometer (21 862 mi)
Apogee höjd	35 444 kilometer (22 024 mi)
Lutning	13,1º
Period	1 412 minuter

ATS-6 under radiofrekvensprov.

ATS-6 ( Applications Technology Satellite-6 ) var en NASA experimentella satellit, byggd av Fairchild Space och elektronik division Det har kallats världens första pedagogiska satellit samt världens första experimentella Direct Broadcast Satellite som en del av satellit Instructional Television Experiment mellan NASA och Indian Space Research Organization (ISRO). Den lanserades den 30 maj 1974 och avvecklades i juli 1979. Vid lanseringen var den den mest kraftfulla telekommunikationssatelliten i omloppsbana. ATS-6 genomförde inte mindre än 23 olika experiment och introducerade flera genombrott. Det var det första 3-axliga stabiliserade rymdfarkosten i geostationär bana . Det var också den första att använda experimentellt med viss framgång elektrisk framdrivning i geostationär bana. Det genomförde också flera partikelfysiska experiment, inklusive den första tungjondetektorn i geostationär bana.

Under sitt femåriga liv överförde ATS-6 anslutningsprogrammering till olika länder, inklusive Indien , USA och andra regioner. Fordonet genomförde också flygkontrolltester , användes för att öva på satellitassisterad sök- och räddningsteknik, bar en experimentell radiometer som sedan bärs som ett standardinstrument ombord på vädersatelliter och var banbrytande för direktutsändning-TV.

ATS-6 var en föregångare till många teknologier som fortfarande används idag på geostationära rymdfarkoster: stor utplacerad antenn, 3-axlig inställningskontroll med svängfunktioner, antenn som pekar genom RF-avkänning, elektrisk framdrivning, meteorologisk radiometer i geostationär omloppsbana och direkt till hemmasändningar . Det är också möjligt att ATS-6 var föregångaren till de stora ELINT-satelliterna som Mentor .

Lansera

ATS-6 lansering

ATS-6 lanserades den 30 maj 1974 av ett Titan III-C lanseringsfordon. Rymdfarkosten sattes in direkt i den geosynkrona bana . Detta reducerade bränslekraven ombord till mindre än 40 kg (för en total massa vid lansering på nästan 1400 kg). Den mycket exakta banainsättningen sänkte ytterligare mängden bränsle som krävs för slutpositionering till 9 kg. Detta möjliggjorde en förlängning av livslängden från det ursprungliga 2-året till 5-år, till och med redogör för det för tidiga felet i delsystemet för elektrisk framdrivning (det stationära bränslekravet är cirka 1,6 kg/år).

ATS-6 inuti rymdmiljösimuleringslaboratoriet vid Johnson Space Center (JSC) under antennutplaceringstester

Struktur, kraftdelsystem och antenn

En av de stora innovationerna med ATS-6 var en utplacerad antenn under flygning med mer än 9 m i diameter. Antennreflektorn fälldes under lanseringen under lanseringsfordonets kåpa och placerades ut i en bana ungefär som ett paraply. Antennreflektorn byggdes av 48 aluminiumribbor som stöder ett metalliserat Dacron -nät. Antennmatningarna (i C-, S-, L-, UHF- och VHF-band) placerades på rymdfarkostkroppen, vänd mot antennreflektorn, och kopplades till antennen och solpanelmastarna av en kolfiberförstärkt plast ( CFRP ) fackverk. Solpanelerna var fast monterade på två utbyggbara master. De hade halvcylinderform, vilket gav en relativt konstant effekt (595 W livets början). Elektrisk ström levererades under förmörkelser av två nickelkadmiumbatterier med en kapacitet på 15 A · h, som driver en reglerad 30,5-V-buss. Satellitens mått i omloppsbanan var 15,8 m bredd och 8,2 m höjd.

Denna utbyggbara antennparabola designades och utvecklades av Lockheed Missiles and Space Company (LMSC), nu Lockheed Martin, på underleverantör till Fairchild Aerospace, efter flera års små studiekontrakt vid LMSC. Programchefen på LMSC var GKC (Colin) Campbell. Utplaceringen av reflektorn initierades av pyrotekniskt drivna SQUIB -kabelskärare. Distributionstiden var i storleksordningen 2,5 sekunder och producerade 2500 Ft Lbs vridmoment vid rymdfarkostens gränssnitt. Reflektorytan var utformad för optimal drift vid S-bandfrekvenser. Den vägde 182 pund vid lanseringen och förvarades i en toroidal volym (munkformad) cirka 6 fot i diameter och 10 tum tjock. Tre modeller tillverkades, STM eller strukturell testmodell, F -reflektorn och G -reflektorn. STM förstördes av Fairchild strax efter att programmet var klart och F -modellen lanserades med rymdfarkosten 1972. G -modellen satt oskyddad på Farchild -parkeringen i flera år innan den donerades till Smithsonian. Bill Wade, assisterande programchef och testchef på programmet stödde Smithsonian i restaureringen genom att tillhandahålla en komplett uppsättning ritningar och specifikationer och besökte Silver Hill -anläggningen för att ge teknisk vägledning.

Vid tidpunkten för uppskjutningen var det den största paraboliska ytan som lanserades i omloppsbana.

Tre-axlig stabilisering

ATS-6 har varit den första geostationära satelliten med tre-axlig stabilisering och pekning., Detta delsystem kunde mycket exakt peka (bättre än 0,1 ° genom tröghetsmåttenheter, ner till 0,002 ° med hjälp av en radiofrekvensinterferometer. ). Dessutom kunde satelliten följa satelliter med låg jordbana genom svängning genom att spåra satelliten med låg jordbana genom en S-band RF-avkänning. Systemet kunde också utföra orbitografi av den spårade satelliten och var en föregångare till operativsystemet TDRSS . Detta mycket avancerade (för tiden) pekande undersystem använde jord- och solsensorer, en stjärnspårare pekade på polstjärnan, Polaris och tre tröghetssensorer. Sensormätningarna matades till två digitala datorer (nominella och redundanta), samt till en back-up analog dator . Det var också möjligt att orientera satelliten med hjälp av radiofrekvenssensorer. Ställdon var tre momentumhjul och thrustrar för hetgas (hydrazinmono-drivmedel). Ett av momentumhjulen som misslyckades i juli 1975, ett alternativt system utvecklades, vilket möjliggjorde stationskontroll med de två återstående hjulen och thrustererna.

Elektrisk framdrivning

ATS-6 var utrustad med två elektriska thrusterar baserade på accelerationen av cesiumjoner, som skulle användas för North-South Station Keeping. Denna utveckling av delsystemet följde tidigare misslyckade försök på det tidigare ATS -rymdfarkosten. Var och en av thrusterna hade en massa på 16 kg, använde 150 W elkraft och producerade en dragkraft på 4 mN, med en specifik impuls på 2500s. Ombordleveransen av cesium skulle ha varit tillräcklig för 4400 timmars dragkraft. Tyvärr misslyckades båda thrustererna i förtid, en efter 1 timmes drift, en efter 95 timmar. Några av experimentens mål kunde emellertid uppnås, såsom mätning av den effektiva dragkraften, frånvaron av störningar i radiofrekventa nyttolaster (från 150 MHz till 6 GHz), ingen cesiumomlagring på de kritiska delarna av nyttolasten (till exempel radiometern), och den korrekta neutraliseringen av rymdfarkosten kontra dess omgivning.

Nyttolast

Radiometer

En radiometer fanns ombord på ATS-6, monterad på den jordvända panelen. Detta instrument hade (för tiden) en mycket hög upplösning. Den fungerade på två kanaler: infrarött (10,5 till 12,5 µm) och synligt ljus (0,55 till 0,75 µm). Bilder tagna med radiometern täckte hela jordskivan, med en upplösning på 1 200 rader på 2 400 pixlar vardera (11 km kvadratpixel i infraröd och 5,5 km kvadrat i synligt ljus). IR -detektorn kyldes passivt vid 115K och detektorn för synligt ljus hölls vid 300K. En komplett bild av jordens skiva överfördes till marken var 25: e minut. Flera hundra bilder togs och överfördes, tills en mekanisk komponent i radiometern misslyckades, två och en halv månad efter lanseringen.

Telekommunikationsexperiment

Zon som omfattas av SITE -experimentet

Huvuduppdraget för ATS-6 var att demonstrera genomförbarheten av direkt-till-hemmet ( DTH ) tv-sändningar. För detta ändamål, förutom antennen med hög förstärkning, kunde rymdfarkostens nyttolast ta emot i något av VHF-, C-, S- och L-banden och överföra i S-band (2 GHz) via ett 20-W halvledarsändare, i L-band (1650 MHz) vid 40W, i UHF (860 MHz) vid 80W (som användes för Satellite Instructional Television Experiment (SITE)), och med en TWTA-baserad sändare på 20 W i C -band (4 GHz). Antennen producerade två fläckar på jorden på 400 000 km² vardera, där TV -sändningen kunde tas emot med antenner med en diameter på 3 meter. Denna nyttolast användes först över USA för tele-utbildning och tele-medicin experiment, från augusti 1974 till maj 1975 som en del av HET, eller Health, Education, Telecommunications experiment som utvecklats gemensamt av NASA och US Department of Health, Education , & Welfare (nu DHHS ). Rymdfarkosten flyttades sedan över den geostationära bågen från 94 ° W till 35 ° E, i samarbete med Indian Space Agency ( ISRO ), som hade placerat ut mer än 2500 mottagningsstationer i Indien. Flyttningen av satelliten från 94 grader väst till 35 grader öst, en resa på 12800 km, utfördes från markstationen vid Rosman North Carolina. Denna flyttning involverade 2 raketförbränningar av den inbyggda raketmotorn. Den andra bränningen varar i 5 timmar 37 minuter och 17 sekunder. Den längsta brännskada som någonsin gjorts av en kemisk raket i rymden vid den tiden. Ett tele-utbildningsprogram startades- Satellite Instructional Television Experiment eller SITE-och kördes i ett år. Under experimentet erbjöds en mottagningsstation av den indiska regeringen till Arthur C. Clarke , som bodde i Sri Lanka . Detta experiment var mycket framgångsrikt och uppmuntrade ISRO att börja bygga ett operativt program med det indiska rymdfarkosten INSAT IB (lanserades 1983). Efter WEBBPLATS-experimentet fördes satelliten tillbaka över USA och fungerade framför allt som datarelä och spårningssatellit för rymdfarkoster med låg omloppsbana som Nimbus 6 och för Apollo-Soyuz-flygningen .

Partikelfysiska experiment

Flera partikelfysiska experiment fanns ombord på ATS-6. De mest signifikanta uppmätta lågenergiprotonerna (från 25 keV till 3,6 MeV), samt detekterade tunga joner (upp till 6 MeV). Detta senare experiment gjorde det möjligt att detektera de första tunga jonerna (Z> 6) med en energi E> 4 MeV, i geostationär bana.

Förökningsexperiment

Slutligen inledde ATS-6 flera radiofyrar , som gjorde det möjligt att mäta elektromagnetiska utbredningsegenskaper hos atmosfären vid 13, 18, 20 och 30 GHz.

Avveckling

Den 30 juni 1979 arbetade bara en av de fyra ATS-6-stationerna som höll thrusterna och visade tecken på opålitlighet. Denna thruster användes för att flytta ATS-6 ur geostationär bana till en bana flera hundra kilometer högre. Detta var för att lämna den geostationära luckan för nästa satellit.

Languages

In other projects