AAUSat-3
 AAUSat-3 flygmodell
| |
| Namn |
AAUSAT3 Aalborg Universitet CubeSat-3 |
|---|---|
| Uppdragstyp | Teknikdemonstration |
| Operatör | AAU Student Space |
| COSPAR ID | 2013-009B |
| SATCAT nr. | 39087 |
| Hemsida | |
| Uppdragets varaktighet |
1 månad (planerad) 18 månader (uppnådd) |
| Rymdskeppsegenskaper | |
| Rymdskepp | Aalborg Universitet CubeSat-3 |
| Typ av rymdfarkost | 1U CubeSat |
| Buss | CubeSat |
| Tillverkare | AAU Student Space |
| Lanseringsmassa | 0,8 kg (1,8 lb) |
| Mått | 10 × 10 × 11,3 cm (3,9 × 3,9 × 4,4 tum) |
| Uppdragets början | |
| Lanseringsdag | 25 februari 2013, 12:31 UTC |
| Raket | Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV-CA) (PSLV-C20) |
| Starta webbplats | Satish Dhawan Space Center , First Launch Pad (FLP) |
| Entreprenör | Indiska rymdforskningsorganisationen |
| Tillträdde tjänst | mars 2013 |
| Slutet på uppdraget | |
| Inaktiverad | 1 oktober 2014 |
| Sista kontakten | 17 september 2014 |
| Orbital parametrar | |
| Referenssystem | Geocentrisk bana |
| Regimen | Låg jordomloppsbana |
| Perigeum höjd | 775 km (482 mi) |
| Apogeum höjd | 793 km (493 mi) |
| Lutning | 98,62° |
| Period | 100,60 minuter |
| Instruments | |
| automatiska identifieringssystem (AIS) | |
|
| |
AAUSat-3 , (Aalborg University CubeSat-3), är den tredje CubeSat som byggs och drivs av studenter från Aalborg Universitet i Danmark . Den lanserades den 25 februari 2013 från Satish Dhawan Space Center i Indien på en bärraket med Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) (PSLV-C20). AAUSat-3 bär två automatiska identifieringssystem (AIS-1 och AIS-2) mottagare som den huvudsakliga nyttolasten.
Utbildningsmål
Det primära syftet med satellitkonstruktion vid Aalborg Universitet är att ge studenterna ingenjörserfarenhet utöver vad som normalt uppnås inom ett masterprogram. Konstruktionen, implementeringen och tillverkningen utfördes av studenter, med bara två undantag: tillverkningen av den mekaniska strukturen (som utfördes av institutionens verkstad i alu7075 ), och de obearbetade icke-monterade PCB:erna. Projektet finansieras huvudsakligen av Aalborg Universitet och av danska sjösäkerhetsverket (DaMSA), tillsammans med andra sponsorer.
Vetenskapligt mål
Syftet med satellitprojektet var att ta reda på om det var möjligt att ta emot signaler från Automatic Identification System (AIS) från en 1U CubeSat.
Rymdfarkosten var designad för att fungera på en icke-centraliserad basis så att den skulle kunna fortsätta fungera även när vissa delsystem misslyckades. Den hade två mottagare för automatiskt identifieringssystem (AIS) - en baserad på SDR-principen. Bilderna som spelades in av satelliten överfördes senare till markstationen vid Aalborg Universitet, varifrån de gjordes tillgängliga för allmänheten.
Historia
Studentsatellitaktiviteter vid Aalborg Universitet (AAU) startade 2003 som ett resultat av AAU:s engagemang i den första rena danska forskningssatelliten, Ørsted , som framgångsrikt lanserades 1999. AAUSat-3s föregångare var AAU CubeSat (lanserades 2003) och AAUSat -2 (lanserades 2008). Studenter från AAU deltog också i SSETI Express (lanserades 2005), ett studentsatellitinitiativ av European Space Agency (ESA) Education. Bygget av AAUSat-3 började hösten 2007.
Satellitprototypen testades på en stratosfärisk ballongflygning i oktober 2009 som en del av BEXUS-programmet (Balloonexperiment för universitetsstudenter), som gör det möjligt för europeiska studenter att testa vetenskapliga experiment under höga höjder. Ballongtestet fungerade som ett utmärkt tillfälle att testa AIS-mottagarna med utökat synfält (FOV) och att skaffa realistiska prover för vidareutveckling av de slutliga nyttolastmottagarna. Nyttolasten på BEXUS kallades NAVIS (North Atlantic Vessel Identification System).
Operationer
AAUSat-3 lanserades den 25 februari 2013 på PSLV-C20. Verksamheten var en framgång. 9 000 AIS-meddelanden mottogs dagligen och laddades ner till mission control center (MCC), beläget i Aalborg, Danmark. Alla delsystem testades och kördes. De första 100 dagarna av verksamheten var mycket framgångsrika. Ingen degradering av satelliten observerades, alla delsystem fungerade och den primära nyttolasten – en AIS-mottagare – fungerade korrekt.
Två kritiska situationer inträffade under de första 100 dagarna:
28 februari 2013 kl. 06:08: Det sista meddelandet på några dagar togs emot. Under de föregående 24 timmarna minskade batterispänningen och temperaturavläsningar visade att AAUSat-3 stadigt pekade åt sidan utan solceller mot solen . Under den sista passeringen över Aalborg observerades att batterispänningen sakta minskade. Situationen diskuterades och analyserades under dagen, och det beslutades att instruera AAUSat-3 på alla kommande pass att stänga av beacon-läget eftersom den förbrukade ström. Inga ytterligare försök gjordes att få kontakt under helgen för att bevara och ladda satellitens batteri. Alla pass övervakades. Det rådde total tystnad fram till den 4 mars klockan 17:52 där markstationen i Aalborg begärde och fick en fyr. Fyren visade en upptid på 1 dag 19 timmar, att allt fungerade och att mer än 7 000 AIS-meddelanden hade tagits emot. Allt gick tillbaka till det normala. Den begärda fyren visade också ett stort antal omstarter, möjligen på grund av låg batterispänning. På grund av denna händelse var AAUSat-3 inställd på att tumla långsamt – 2 varv för varje 100-minuters bana – för att undvika en upprepning av problemet.
24 maj 2013 : Elsystemet (EPS) på AAUSat-3 avvisade kommunikationspaket med flera ramar från marken. Under fyra pass (500 minuter) analyserade eleverna situationen och inspekterade C -källan för EPS-servern och en lösning hittades. Ett nytt paket skickades till AAUSat-3 och normal EPS-drift återupprättades. Under evenemanget fungerade resten av satelliten – på grund av den decentraliserade designen –. Under de första 100 dagarna mottogs och laddades ner närmare 800 000 AIS-paket.
10–11 juni 2013 : Två nya mjukvarubilder för SDR AIS-mottagaren (AIS-2) laddades upp. Det tog ungefär 1,5 vägar att ladda upp en fullständig AIS-mottagarebild. Satelliten visade förbättringar och kunde nyligen sampla och avkoda i realtid. De första mätvärdena visade en kapacitet på cirka 6 000 AIS-meddelanden per timme i genomsnitt.
25 februari 2014 : Ett år uppe i rymden. AAUSat-3 fungerade fullt ut och AIS-mätningar gjordes regelbundet. En markstation etablerades i Thule ( Qaanaaq ), Grönland , för utökad nedladdningskapacitet. Energiproduktionen var stabil men låg, så uppdraget var sammanflätat med timmar eller dagar för laddning av batterier. Nya uppladdade algoritmer visade mottagning av cirka 8 000 meddelanden per timme och realtidsprestanda, vilket gjorde att avkodning tog kortare tid än sampling och utfördes parallellt. På grund av markstationen vid Thule var det möjligt att utföra realtidsövervakning, mätning och nedladdning samtidigt. Så bara några sekunder efter upptäckten fanns informationen tillgänglig i Aalborg på MCC.
17 september 2014 : Det senaste meddelandet mottogs från satelliten.
1 oktober 2014 : Projektet vid AAU förklarade slutet på AAUSat-3-uppdraget på grund av batteriproblem (kontinuerlig nedgång i kraftproduktion). Projektet är tacksamt för de erfarenheter som gjorts under uppdraget.
Satellitdelsystemstrategi
AAUSat-3 baserades på ett decentraliserat koncept utan någon dedikerad master. Tanken bakom detta tillvägagångssätt var att åstadkomma en modulär satellit som i många fall skulle kunna fungera även när vissa delsystem misslyckades. Av den anledningen designades delsystemen som måste ha (EPS och COM) för att vara enkla och robusta, medan delsystem som AIS-2 med nödvändighet var mer komplexa, med en åtföljande högre felfrekvens.
Elsystemet (EPS) fungerar som intelligent övervakare och vakthund. AAUSat-3 består av flera delsystem:
| EPS | Elektronisk strömförsörjning | kl 90kan128 | 8 MHz | FreeRTOS | 32kB lägg till RAM | |
| COM | Kommunikationsmodul | kl 90kan128 | 16 MHz | FreeRTOS | 32 kB extra RAM | ADF702x radio |
| ADCS1 | Attitydbestämning och kontroll 1 | kl 90kan128 | 8 MHz | FreeRTOS | 32 kB extra RAM | sönderfallande |
| ADCS2 | Attitydbestämning och kontroll 2 | arm 7 | x0 MHz | FreeRTOS | xx kB har lagt till RAM | beslutsamhet och kontroll |
| AIS1 | Automatiskt identifieringssystem | kl 90kan128 | 8 MHz | FreeRTOS | 32 kB extra RAM | ADF702x för AIS-mottagning |
| AIS2 | Automatiskt identifieringssystem | BF537 | XXX MHz | μClinux | ADF702x för AIS-mottagning | Ta emot alla kanaler samtidigt |
| LOGGA | Inbyggt loggningssystem | FreeRTOS | ||||
| FP | FlightPlanner | FreeRTOS |
På marksegmentet fanns det:
- CDH: Kommando- och datahanteringssystem
- GND: Markstation
- MCC: Mission Control Center
All intern och satellit-till-jord kommunikation utfördes med hjälp av CSP- protokoll.
Tekniska specifikationer
De tekniska specifikationerna var:
| Mått | 100 × 100 × 113 mm CubeSat standard |
| Massa | 800 gram |
| Förväntad livslängd | Minst 1 månad |
| Attitydbestämningssystem | Solsensorer , gyrosensorer, magnetometrar |
| Attitydkontrollsystem | Magnetiska spolar |
| Kraft | Solcellspaneler placerade i satellitytan |
| Batterier | Li-ion 8,2V 2200 mAh |
| Kraftbuss | 3,3 och 5V reglerad |
| Antenn COM - UHF tx/rx | dipol (Be-Cu) |
| Antenn AIS (VHF) | dipol (Be-Cu) |
