Cubesat mit 8 Bogensekunden Zielgenauigkeit – ist das typisch oder außergewöhnlich?

Ich habe gerade in Satnews Daily gelesen, dass:

MinXSS ist ein von der NASA finanzierter und vom Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik der University of Colorado geleiteter 3U-CubeSat, der präzises Zeigen erfordert, um seine wissenschaftlichen Ziele zu erreichen. Durch die Integration einer Reihe hochleistungsfähiger miniaturisierter Weltraumsensoren und -aktuatoren, darunter BCTs Nano Star Tracker und Micro Reaction Wheels, bietet die XACT-Einheit hochmoderne Lageregelung für kleine Raumfahrzeuge wie MinXSS. On-Orbit-Telemetrie von der XACT-Einheit und unabhängiger Instrumentierung des Raumfahrzeugs zeigt einen 1-Sigma-Kreuzachsen-Ausrichtungsfehler von besser als 8 Bogensekunden an, was weniger ist als die Breite des Empire State Building, wie es von Los Angeles aus gesehen wird. (meine Betonung)

8 Bogensekunden sind nur etwa 0,002 Grad! Natürlich kann ein "großer Sat" wie ein großes Teleskop mit hoher Vergrößerung (oder hoher Präzision) viel besser abschneiden. Ich dachte, dass 1U bis 3U CubeSats im Allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 10 Grad liegen - hauptsächlich bestimmt durch ein Gleichgewicht zwischen Kosten und Bedarf.

Ist das eine Art Rekord für einen 3HE Cubesat?

Hinweis: Das MinXSS (und this und ArXiv ) zeigt im Allgemeinen auf die Sonne , um Röntgenspektren mit niedriger Energie zu messen. Wenn es also Messungen durchführt, dreht es sich nicht in Bezug auf die Sterne, wie es ein erdgerichtetes Raumschiff tun müsste.

Bearbeiten: Ich habe herausgefunden, woher die Notwendigkeit einer hohen Zeigegenauigkeit kommen könnte.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

oben: GIF aus Frames des Videos AR1226 M2.5 Flare und CME, 7. Juni 2011 05:00-13:00 AIA 211/193/171 Composite

Der Röntgendetektor im Inneren des Amptek X123 (und hier ) ist eine einzelne Silizium-PIN-Diode, etwa 500 Mikrometer dick, mit Flächen zwischen 6 und 25 Quadratmillimetern, die standardmäßig auf der Website angezeigt werden. Ein optionaler Lochkollimator ist ebenfalls erhältlich.

Der Kollimator besteht eigentlich aus zwei Nadellöchern, die etwa 37 Millimeter voneinander entfernt sind, und sie haben standardmäßig einen Durchmesser von bis zu 25 Mikrometern. Es ist also möglich, dass die FWHM standardmäßig in der Größenordnung von 0,04 Grad liegt und sogar noch schmaler wird, wenn ein größerer Abstand zwischen den Pinholes gewählt wird. Sie können möglicherweise gezielt auf die Korona oder ein CME zeigen und ein weiches Röntgenspektrum aufnehmen.

Antworten (2)

Ich bin einer der Leads bei MinXSS. Ja, das ist eine ungewöhnlich hohe Zielgenauigkeit für einen CubeSat, aber es ist wahrscheinlich kein Rekord. Es wird alltäglich, weil wir gerade die ersten waren, die das XACT-Lagebestimmungs- und Steuersystem (ADCS) von Blue Canyon Technologies flogen. Es gibt bereits viele von ihnen, die flugbereit sind, darunter zwei am JPL, die in etwa einem Jahr mit der InSight-Mission unabhängig voneinander zum Mars fliegen werden.

Wir mussten besser auf MinXSS zeigen als es für einen CubeSat typisch ist, da die Sonne einen halben Grad Durchmesser hat und wir sie in unserem Sichtfeld von ±4 Grad halten mussten. Offensichtlich sind 8 Bogensekunden viel besser als das, also ist es für uns übertrieben, aber BCT ist nur die Straße von uns entfernt und wir haben eine starke Partnerschaft mit ihnen und wir mussten unsere Entwicklungsbemühungen auf andere Bereiche konzentrieren, um den Erfolg sicherzustellen. ADCS ist schwierig, daher waren wir dankbar, dass sie das XACT-Produkt genau zu dem Zeitpunkt herausbrachten, als wir es brauchten.

Wir messen weiche Röntgenstrahlen von der Sonne, also bilden wir die Sonne überhaupt nicht ab. Wir müssen nur sicherstellen, dass es in unserem Sichtfeld ist und es uns gut geht. Jetzt, da wir demonstriert haben, dass der XACT sogar noch besser funktioniert, als das Datenblatt sagt, werden wir ihn auf vielen zukünftigen Missionen fliegen, die eine höhere Zielgenauigkeit erfordern, als dies bei MinXSS erforderlich war.

Tolle Antwort. Willkommen auf der Seite!
Vielen Dank! Ich bin ganz über Stackoverflow. Ich freue mich, dass dieses Thema zum Austausch hinzugefügt wird!
Ah ich sehe. Ich hatte spekuliert, dass Sie möglicherweise von der Sonnenscheibe weg zeigen, um Röntgenstrahlen zu isolieren, die ausschließlich von der Korona kommen, aber jetzt verstehe ich, dass Sie eine vollständige Sonnenscheibe plus Koronaintegration durchführen. Danke für Ihre Hilfe!
In der Tat. Bei diesen Wellenlängen (entspricht Plasma > 1 Million Kelvin) kommt ohnehin die gesamte Emission von der Korona, sodass Sie selbst auf der Scheibe immer noch die Korona sehen.
Ja, jetzt, wo du es erwähnst, denke ich, das hätte offensichtlich sein müssen. Eigentlich ist es auch ziemlich offensichtlich, wenn man sich nur das Bild im Video in der Frage ansieht. Es sieht aus wie eine Hülle oder ein Lichtkranz um eine große schwarze Kugel.
Ich verwende das gleiche Video die ganze Zeit in meinen Präsentationen ... es ist großartig.
Ah, ich habe gerade einen kleinen Fehler in der ursprünglichen Post-Notiz bemerkt: Wir drehen MinXSS tatsächlich in Bezug auf die Sterne. Unsere primäre Ausrichtungsachse besteht darin, unsere Instrumente auf die Sonne zu halten, aber die sekundäre Einschränkung besteht darin, den Sterntracker so nahe wie möglich am Zenit zu halten. Da wir umkreisen, ändert sich der Zenitvektor ständig. Auf diese Weise kommt die Erde nie in das Sichtfeld des Sternentrackers.

Ich bin mir nicht sicher, ob es ein Rekord ist, aber das ist definitiv eine ungewöhnlich feine Zielgenauigkeit für einen Cubesat. Ihr Bereich von 0,1 bis 10 Grad ist in der Tat ziemlich typisch. Es geht hauptsächlich um Anforderungen - da Cubesats physisch klein sind, können sie keine Antennen mit sehr hoher Verstärkung haben, die ausgerichtet werden müssen (5 Grad sind normalerweise selbst für einen High-End-Cubesat-Downlink wie den 200-MBps-X-Band-Sender von Planet Labs ausreichend). .

Ebenso bedeutet die begrenzte Öffnung, dass sie normalerweise keine Teleskope oder andere Instrumente mit sehr engen Sichtfeldern von << 1 Grad haben. Daher besteht meistens keine Notwendigkeit, besser als etwa ein Grad zu zeigen, was mit kostengünstigen Magnetometern, Sonnensensoren, MEMS-Gyroskopen, Magnetorqueren und einfachen Reaktionsrädern leicht zu erreichen ist.

Ich habe gerade herausgefunden, wie MinXSS diese Zeigegenauigkeit tatsächlich nutzen kann - siehe Bearbeitung oben.
Ja, Röntgenstrahlen würden Ihnen definitiv eine schmale Strahlbreite in einer bescheidenen Öffnung ermöglichen!
Cubesat mit 8 Bogensekunden Zielgenauigkeit – ist das typisch oder außergewöhnlich?
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