Программа Canadian Advanced Nanospace eXperiment (CanX) — канадская программа наноспутников CubeSat, реализуемая Институтом аэрокосмических исследований Университета Торонто , Лабораторией космических полетов (UTIAS/SFL). Цели программы — вовлечь аспирантов в процесс разработки космических полетов и предоставить недорогой доступ к космосу для научных исследований и тестирования наноразмерных устройств. Проекты CanX включают CanX-1, CanX-2, BRIght Target Explorer (BRITE) и CanX-4&5. [1]
Программа Canadian Advanced Nanospace eXperiment (CanX) является первой канадской программой наноспутников и единственной в своем роде на данный момент. Она управляется преподавателями и аспирантами Института аэрокосмических исследований Университета Торонто , Лаборатории космических полетов (UTIAS/SFL). Программа была основана в 2001 году доктором Робертом Э. Зи, менеджером UTIAS/SFL, и основана на программе CubeSat, начатой Стэнфордским университетом и Калифорнийским политехническим государственным университетом . В ее проекты входят CanX-1, CanX-2, CanX-3 (BRITE) и CanX-4&5.
Цели программы — вовлечь аспирантов в процесс разработки космических аппаратов и обеспечить относительно недорогой доступ к космосу для научных исследований и тестирования наноразмерных устройств в орбитальном пространстве. В марте 2009 года CanX-2 завершил свой первый год на орбите. [2]
Canadian Advanced Nanospace eXperiment 1 ( CanX-1 , COSPAR 2003-031H) — первый канадский наноспутник , представляющий собой единичный кубсат . Он имеет массу менее 1 кг, помещается в куб со стороной 10 см и потребляет менее 2 Вт.
CanX-1 был завершен за 22 месяца и был запущен вместе с телескопом Microvariability and Oscillations of STars 30 июня 2003 года в 14:15 UTC компанией Eurockot Launch Services из Плесецка , Россия . После запуска он потерял связь с Землей.
Режимы работы CanX-1:
В каждом режиме OBC постоянно собирает телеметрические данные с датчиков температуры, напряжения и тока, имеющихся на каждой солнечной панели и внутренней плате. 2
В режиме Safe-Hold OBC поддерживает минимальную мощность, а радио находится в режиме приема. Если мощности достаточно, радио будет передавать импульс маяка чуть реже одного раза в минуту. Все полезные нагрузки, магнитные двигатели и магнитометр отключаются. CanX-1 переключается в режим Safe-Hold в любой чрезвычайной ситуации и остается в этом режиме до тех пор, пока не получит указание возобновить нормальную работу после внесения необходимых исправлений. Он также может быть переведен в режим Safe-Hold наземным оператором, когда он не выполняет никаких миссий или экспериментов в течение длительного периода времени.
CanX-1 переключается в режим торможения/закручивания только тогда, когда ему дана соответствующая команда. Он предназначен для снижения скорости торможения наноспутника, чтобы любые полученные изображения не были размыты в результате движения CanX-1. Этот режим также может использоваться для увеличения скорости торможения CanX-1, чтобы изображения можно было получать в нескольких направлениях без длительных задержек. Он использует максимальную мощность, когда все три магнитогенератора и магнитометр включены одновременно, а все полезные нагрузки выключены, поскольку может не хватить мощности.
Payload Active — это нормальный режим работы CanX-1. Пикоспутник переключается в этот режим всякий раз, когда ему дают команду сделать это. В режиме payload active все полезные нагрузки включены, и CanX-1 передает импульс маяка каждую минуту, пока не получит команду отправить всю собранную телеметрию и изображения наземным операторам.
Целью миссии CanX-1 было продемонстрировать высокоэффективный космический корабль, и он включает в себя ряд полезных нагрузок и экспериментальных подсистем. 1 К ним относятся:
Полезная нагрузка на борту CanX-1 состоит из двух КМОП-камер Agilent. Цветная камера в сочетании с широкоугольным объективом была предназначена в первую очередь для фотографирования Земли, а монохромная камера в сочетании с узкоугольным объективом — для проверки возможности получения снимков звезд, луны и горизонта, которые затем можно было бы использовать для определения и управления положением.
CanX-1 имел COTS-магнитометр вместе с тремя изготовленными на заказ системами магнитных катушек в составе активной магнитной системы управления ориентацией (ACS). Магнитная ACS предназначена для дестабилизации спутника, чтобы гарантировать, что любые изображения, полученные CanX-1, не будут размыты из-за вращения пикоспутника. Кроме того, CanX-1 должен был выполнять активное грубое наведение.
На борту CanX-1 также находился коммерческий (COTS) GPS-приемник. Подключенный к двум антеннам для всенаправленного покрытия, пикоспутник должен был проверить функциональность GPS-приемника в космосе, чтобы определить, можно ли использовать приемник для определения орбитального положения CanX-1.
CanX-1 был запущен с бортовым компьютером (OBC), разработанным по индивидуальному заказу, на основе маломощного ядра ARM7, работающего на частоте до 40 МГц. Функциональность этого OBC должна была контролироваться в течение всего срока службы CanX-1.
Миссия наноспутника CanX-2 весом 3,5 кг заключается в оценке новых технологий, которые будут использоваться в миссии двойного спутника CanX-4/CanX-5 в 2009 году для демонстрации управляемого полета в космосе. Ожидается, что эта технология полета в форме позволит проводить более масштабные миссии для наблюдения Земли с высоким разрешением и получения интерферометрических изображений, которые также могут быть использованы в космической астрономии. Технологии, которые будут испытаны на наноспутнике CanX-2, включают:
Помимо оценки этих технологий, спутник также будет проводить эксперименты для других исследователей из университетов по всей Канаде. Эти эксперименты включают эксперимент по радиозатмению GPS для характеристики верхней атмосферы, атмосферный спектрометр для измерения парниковых газов (Argus), разработанный Йоркским университетом , и эксперимент по сетевой связи. Он также проведет несколько экспериментов с космическими материалами.
CanX-2 был запущен 28 апреля 2008 года из Космического центра имени Сатиша Дхавана (SHAR) в составе группы спутников NLS-4 на борту ракеты-носителя Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) C-9. [4]
По словам производителя реактивного колеса, используемого на CanX-2, «колесо было включено и вращалось [и] работает нормально на орбите». [5]
CanX-3, также известный как BRIght Target Explorer ( BRITE ), — это наноспутник, который планируется использовать для проведения фотометрических наблюдений некоторых из самых ярких звезд на небе с целью изучения их изменчивости. Эти наблюдения должны быть примерно в десять раз точнее любых наземных наблюдений.
Спутники представляют собой куб размером 20 см, в котором используется ряд технологий, сертифицированных на CanX-2.
Предварительный проект BRITE был завершен при поддержке ETech, а компоненты, которые будут интегрированы в наноспутник, в настоящее время оцениваются в UTIAS/SFL. [ требуется обновление ]
CanX-4 и 5 — это пара из двух спутников, которая будет использоваться для демонстрации полета в формации с использованием технологии масштаба наноспутников. [6] Эти два спутника будут запущены вместе, введены в эксплуатацию вместе, а затем разделены на орбите. Формы, которые будут рассмотрены, включают: обращение одного космического корабля другим (называемое проектируемой круговой орбитой), орбита, где один спутник следует за другим (называемая орбитой вдоль траектории), и маневр для перехода от проектируемой круговой к формации вдоль траектории.
Запуск CanX-4 и 5 состоялся 30 июня 2014 года на индийской ракете-носителе Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV). [7] Миссия с двумя космическими аппаратами стала первой, в которой наноспутники продемонстрировали автономные полеты в составе группы с позиционным управлением на уровне сантиметров. [8]
CanX-6 был последующей демонстрацией наноспутника для Университета Торонто и Института аэрокосмических исследований. CanX-6 был запущен в октябре 2007 года и был разработан для демонстрации ключевых аспектов космической автоматической идентификационной системы COM DEV. [9]
CanX-7 (COSPAR 2016-059F, SATCAT 41788) был запущен 26 сентября 2016 года и сошел с орбиты 21 апреля 2022 года. [10]