Deep Space 1 (DS1) ist ein Raumfahrzeug der NASA Neues Millennium-Programm, das der Prüfung einer Nutzlast von fortgeschrittenen, hohen Risikotechnologien gewidmet ist.

Gestartet am 24. Oktober 1998 hat die Tiefe Raummission eine Luftparade des Asteroiden 9969 Blindenschrift ausgeführt, die als das Wissenschaftsziel der Mission ausgewählt wurde. Seine Mission wurde zweimal erweitert, um eine Begegnung mit dem Kometen Borrelly und weitere Technikprüfung einzuschließen. Probleme während seiner anfänglichen Stufen und mit seinem Sternspurenleser haben zu wiederholten Änderungen in der Missionskonfiguration geführt. Während die Luftparade des Asteroiden ein teilweiser Erfolg war, hat die Begegnung mit dem Kometen wertvolle Information wiederbekommen. Drei von zwölf Technologien an Bord mussten innerhalb von ein paar Minuten der Trennung von der Transportunternehmen-Rakete für die Mission arbeiten weiterzugehen.

Die Tiefe Raumreihe wurde durch den Tiefen Raum 2 Untersuchungen fortgesetzt, die im Januar 1999 auf Mars Polarer Lander gestartet wurden und beabsichtigt waren, um die Oberfläche des Mars zu schlagen. Tiefer Raum 1 war das erste Raumfahrzeug, um Ions angetriebene Raketentechnik im Gegensatz zu den traditionellen chemischen angetriebenen Raketen zu verwenden.

Technologien

Autonav

Das Autonav System, das vom Strahlantrieb-Laboratorium der NASA entwickelt ist, nimmt Images bekannter heller Asteroiden. Die Asteroiden im inneren Sonnensystem bewegen sich in Bezug auf andere Körper mit einer erkennbaren, voraussagbaren Geschwindigkeit. So kann ein Raumfahrzeug seine Verhältnisposition durch das Verfolgen solcher Asteroiden über den Sternhintergrund bestimmen, der fest über solche Zeitskalen scheint. Zwei oder mehr Asteroiden lassen das Raumfahrzeug seine Position triangulieren; zwei oder mehr Positionen lassen rechtzeitig das Raumfahrzeug seine Schussbahn bestimmen. Vorhandene Raumfahrzeuge werden durch ihre Wechselwirkungen mit den Sendern von Deep Space Network (DSN), tatsächlich ein umgekehrter GPS verfolgt. Jedoch verlangt das DSN Verfolgen viele Fachmaschinenbediener, und der DSN wird durch seinen Gebrauch als ein Kommunikationsnetz überbürdet. Der Gebrauch von Autonav reduziert Missionskosten und DSN-Anforderungen.

Das Autonav System kann auch rückwärts verwendet werden, die Position von Körpern hinsichtlich des Raumfahrzeugs verfolgend. Das wird verwendet, um Ziele für die wissenschaftlichen Instrumente zu erwerben. Das Raumfahrzeug wird mit der rauen Position des Ziels programmiert. Nach dem anfänglichen Erwerb behält Autonav das Thema im Rahmen, sogar die Einstellungskontrolle des Raumfahrzeugs beschlagnahmend. Das folgende Raumfahrzeug, um Autonav zu verwenden, war Tiefer Einfluss.

SCHARLACHROTE sich konzentrierende Sonnenreihe

Die primäre Macht für die Mission wurde durch eine neue Sonnenreihe-Technologie, die Sonnenconcentrator-Reihe mit der Geradlinigen (SCHARLACHROTEN) Refraktionselement-Technologie erzeugt, der geradlinige aus dem Silikon gemachte Linsen von Fresnel verwendet Sonnenlicht auf Sonnenzellen konzentrieren. FÄHIGE Technik hat die concentrator Technologie entwickelt und hat die Sonnenreihe für DS1 mit Entech Inc gebaut, die die Optik von Fresnel und die NASA Forschungszentrum von Glenn geliefert hat. Die Tätigkeit wurde von der Verteidigungsorganisation der Ballistischen Rakete gesponsert. Die sich konzentrierende Linse-Technologie wurde mit dem Doppelverbindungspunkt Sonnenzellen verbunden, die beträchtlich bessere Leistung hatten als GaAs Sonnenzellen, die der Stand der Technik zur Zeit des Missionsstarts waren.

Die SCHARLACHROTE Reihe hat 2.5 Kilowatt an 1 AU, mit weniger Größe und Gewicht erzeugt als herkömmliche Reihe.

NSTAR Ion-Motor

Obwohl Ion-Motoren an NASA entwickelt worden waren, seitdem das Ende der 1950er Jahre, mit Ausnahme von den SERT Missionen in den 1960er Jahren, die Technologie im Flug nicht demonstriert worden war. Dieser Mangel an einer Leistungsgeschichte im Raum hat bedeutet, dass trotz der potenziellen Ersparnisse in der vorantreibenden Masse die Technologie zu experimentell betrachtet wurde, um für teure Missionen verwendet zu werden. Es war eine primäre Mission des Tiefen Raums 1 Demonstration, um langen Dauer-Gebrauch einer Ion-Trägerrakete auf einer Wissenschaftsmission zu zeigen. Tiefer Raum 1 war der erste Gebrauch von Ion-Motoren auf einem betrieblichen Wissenschaftsraumfahrzeug.

Die NSTAR elektrostatische Ion-Trägerrakete, die an NASA Glenn entwickelt ist, erreicht einen spezifischen Impuls von einer bis dreitausend Sekunden. Das ist eine Größenordnung höher als traditionelle Raumantrieb-Methoden, auf eine Masse Ersparnisse der ungefähr Hälfte hinauslaufend. Das führt zu viel preiswerteren Boosterraketen. Obwohl der Motor gerade 92 millinewtons (0.331 Unze-Kraft) Stoß an der maximalen Macht (2,100W auf DS1) erzeugt, hat das Handwerk hohe Geschwindigkeiten erreicht, weil Ion-Motoren unaufhörlich seit langen Zeiträumen gestoßen haben. Der Motor hat seit 678 Gesamttagen, einer Aufzeichnung für solche Motoren geschossen.

Das folgende Raumfahrzeug, um NSTAR Motoren zu verwenden, war das Raumfahrzeug von Dawn mit drei überflüssigen Einheiten.

Entferntes Reagenz

Entferntes Reagenz (entfernte intelligente Selbstreparatur-Software) (RAX), der an NASA Forschungszentrum von Ames und JPL entwickelt ist, war das erste Regelsystem der künstlichen Intelligenz, um ein Raumfahrzeug ohne menschliche Aufsicht zu kontrollieren. Entferntes Reagenz hat erfolgreich die Fähigkeit unter Beweis gestellt, Tätigkeiten an Bord zu planen und richtig zu diagnostizieren und auf vorgetäuschte Schulden in Raumfahrzeugbestandteilen über sein gebautes in der REPL Umgebung zu antworten. Autonome Kontrolle wird zukünftigem Raumfahrzeug ermöglichen, in größeren Entfernungen von der Erde zu funktionieren, und hoch entwickeltere wissenschaftssammelnde Tätigkeiten im tiefen Raum auszuführen. Bestandteile der Entfernten Reagenz-Software sind verwendet worden, um andere Missionen von NASA zu unterstützen. Hauptbestandteile von Entferntem Reagenz waren ein robuster Planer (EUROPA), ein Plan-Ausführungssystem (EXEC) und ein musterbasiertes diagnostisches System (Livingstone). EUROPA wurde als ein Boden-basierter Planer für die Erforschungsrover von Mars verwendet. EUROPA II wurde verwendet, um den Phönix Mars Lander zu unterstützen, und wird das kommende Wissenschaftslaboratorium von Mars unterstützen. Livingstone2 wurde als ein Experiment Erde an Bord geweht, 1, und ein F-18 an NASA Flugforschungszentrum von Dryden Beobachtend.

Bakenmonitor

Eine andere Methode, um DSN Lasten zu reduzieren, ist das Bakenmonitor-Experiment. Während der langen Vergnügungsreise-Perioden der Mission werden Raumfahrzeugoperationen im Wesentlichen aufgehoben. Statt Daten strahlt das Handwerk ein Transportunternehmen-Signal auf einer vorher bestimmten Frequenz aus. Ohne Datenentzifferung kann das Transportunternehmen durch viel einfachere Boden-Antennen und Empfänger entdeckt werden. Wenn das Raumfahrzeug eine Anomalie entdeckt, ändert es das Transportunternehmen zwischen vier Tönen, die auf der Dringlichkeit gestützt sind. Boden-Empfänger geben dann Maschinenbedienern Zeichen, um DSN Mittel abzulenken. Das hält Fachmaschinenbediener und teure Hardware davon ab, eine entlastete Mission zu babysitten, die nominell funktioniert. Ein ähnliches System wird auf der Neuen Horizont-Pluto-Untersuchung verwendet, um Kosten während seiner zehnjährigen Vergnügungsreise von Jupiter dem Pluto zu unterdrücken.

SDST

Small Deep Space Transponder (SDST) ist ein kompaktes und leichtes Gewicht-Radiokommunikationssystem. Beiseite vom Verwenden von miniaturisierten Bestandteilen ist der SDST zum Kommunizieren über das K Band fähig. Weil dieses Band in der Frequenz höher ist als Bänder zurzeit im Gebrauch durch Tief-Raummissionen, kann dieselbe Datenmenge durch die kleinere Ausrüstung im Raum und auf dem Boden gesandt werden. Umgekehrt können vorhandene DSN Antennen Zeit unter mehr Missionen spalten. Zur Zeit des Starts hatte der DSN eine kleine Zahl von K auf einer experimentellen Basis installierten Empfängern; K Operationen und Missionen nehmen zu.

PEPE

Einmal an einem Ziel, DS1 Sinne die Partikel-Umgebung mit dem PEPE (Plasmaexperiment für die Planetarische Erforschung) Instrument. Es stellt die Gegenstände mit den GLIMMERSCHIEFERN (Einheitliche Miniaturkamera Und Spektrometer) Bildaufbereitung des Kanals kartografisch dar, und nimmt chemische Zusammensetzung mit infraroten und ultravioletten Kanälen wahr. Alle Kanäle teilen ein 10-Cm-Fernrohr, das einen Silikonkarbid-Spiegel verwendet.

Ergebnisse

Der Ion-Antrieb-Motor hat am Anfang nach 4.5 Minuten der Operation gescheitert. Jedoch wurde es später zur Handlung wieder hergestellt und hat ausgezeichnet geleistet. Früh in der Mission hat während der Boosterrakete-Trennung vertriebenes Material den nah Ion-Förderungsbratrost unter Drogeneinfluss veranlasst zu kurzschließen. Die Verunreinigung wurde schließlich geklärt, weil das Material durch das elektrische Funken, sublimed durch outgassing weggefressen, oder einfach erlaubt wurde, zu treiben. Das wurde durch das wiederholte Wiederstarten des Motors in einer Motorreparatur-Weise, das Funken über das gefangene Material erreicht.

Es wurde gedacht, dass das Ion-Auslassventil andere Raumfahrzeugsysteme, wie Radiokommunikationen oder die Wissenschaftsinstrumente stören könnte. Die PEPE Entdecker hatten eine sekundäre Funktion, solche Effekten vom Motor zu kontrollieren. Keine Einmischung wurde gefunden.

Ein anderer Misserfolg war der Verlust des Sternspurenlesers. Der Sternspurenleser bestimmt Raumfahrzeugorientierung, indem er das Sternfeld mit seinen inneren Karten vergleicht. Die Mission wurde gespart, als die GLIMMERSCHIEFER-Kamera wiederprogrammiert wurde, um den Sternspurenleser auszuwechseln. Obwohl GLIMMERSCHIEFER empfindlicher sind, ist sein Feld der Ansicht eine kleinere Größenordnung, eine größere Informationsverarbeitungslast schaffend. Komischerweise war der Sternspurenleser ein Standardbestandteil, angenommen, hoch zuverlässig zu sein.

Ohne einen Arbeitssternspurenleser wurde das Ion-Stoßen provisorisch aufgehoben. Der Verlust der Stoß-Zeit hat die Annullierung einer Luftparade vorbei an Comet Wilson-Harrington gezwungen.

Das Autonav System hat gelegentliche manuelle Korrekturen verlangt. Die meisten Probleme waren im Identifizieren von Gegenständen, die zu dunkel waren, oder schwierig waren, sich wegen hellerer Gegenstände zu identifizieren, die Beugungsspitzen und Nachdenken in der Kamera verursachen, Autonav zu Misidentify-Zielen verursachend.

Dem Entfernten Reagenz-System wurde drei vorgetäuschte Misserfolge auf dem Raumfahrzeug geboten und hat richtig jedes Ereignis behandelt.

1. eine erfolglose Elektronik-Einheit, der Entferntes bestochenes Reagenz durch das Reaktivieren der Einheit.
2. ein erfolgloser Sensor, der falsche Auskunft gibt, die Entferntes Reagenz als unzuverlässig und deshalb richtig ignoriert anerkannt hat.
3. eine Einstellungskontrollträgerrakete (ein kleiner Motor, für die Orientierung des Raumfahrzeugs zu kontrollieren), durchstochen in "von" der Position, die Entferntes Reagenz entdeckt hat und durch die Schaltung auf eine Weise ersetzt hat, die sich auf diese Trägerrakete nicht verlassen hat.

Insgesamt hat das eine erfolgreiche Demonstration der völlig autonomen Planung, Diagnose und Wiederherstellung eingesetzt.

Das GLIMMERSCHIEFER-Instrument war ein Designerfolg, aber der ultraviolette Kanal hat wegen einer elektrischen Schuld gescheitert. Später in der Mission, nach dem Sternspurenleser-Misserfolg, haben GLIMMERSCHIEFER diese Aufgabe ebenso angenommen. Das hat dauernde Unterbrechungen in seinem wissenschaftlichen Gebrauch während der restlichen Mission, einschließlich des Kometen Borrelly Begegnung verursacht.

Die Luftparade des Asteroiden 9969 Blindenschrift war nur ein teilweise Erfolg. Tiefer Raum 1 war beabsichtigt, um die Luftparade an an nur vom Asteroiden durchzuführen. Wegen technischer Schwierigkeiten, einschließlich eines Softwareunfalls kurz vor der Annäherung, hat das Handwerk stattdessen Blindenschrift in einer Entfernung dessen passiert. Das, plus der niedrigere Rückstrahlvermögen der Blindenschrift, hat bedeutet, dass der Asteroid für den autonav nicht hell genug war, um die Kamera in der richtigen Richtung einzustellen, und der Bilderschuss um fast eine Stunde verzögert wurde. Die resultierenden Bilder waren enttäuschend undeutlich.

Jedoch die Luftparade des Kometen war Borrelly ein großer Erfolg und hat äußerst ausführlich berichtete Images der Oberfläche des Kometen zurückgegeben. Solche Images waren der höheren Entschlossenheit als die einzigen vorherigen Bilder des vom Raumfahrzeug von Giotto genommenen Kometen von Halley. Das PEPE Instrument hat berichtet, dass die Felder des Kometen vom Kern ausgeglichen wurden. Wie man glaubt, ist das wegen der Emission von Strahlen, die gleichmäßig über die Oberfläche des Kometen nicht verteilt wurden.

Trotz, keine Schutt-Schilder zu haben, hat das Raumfahrzeug den intakten Komet-Durchgang überlebt. Wieder sind die spärlichen Komet-Strahlen nicht geschienen, zum Raumfahrzeug hinzuweisen. Tiefer Raum 1 ist dann in seine zweite verlängerte Missionsphase eingegangen, hat sich darauf konzentriert, die Hardware-Technologien des Raumfahrzeugs wieder zu testen. Der Fokus dieser Missionsphase war auf den Ion-Motorsystemen. Das Raumfahrzeug ist schließlich an hydrazine Brennstoff für seine Einstellungskontrollträgerraketen knapp geworden. Die hoch effiziente Ion-Trägerrakete hat einen genügend Betrag von Treibgas übriggehabt, um Einstellungskontrolle zusätzlich zum Hauptantrieb durchzuführen, so der Mission erlaubend, weiterzugehen.

Aktueller Status

Tiefer Raum 1 hat sein primäres Umfassen und Nebenziel-Umfassen flybys von der Asteroid-Blindenschrift und vom Kometen Borrelly geschafft, wertvolle Wissenschaftsdaten und Images zurückgebend. DS1's Ion-Motoren wurden am 18. Dezember 2001 um ungefähr 20:00:00 Uhr UTC geschlossen, dem Ende der Mission Zeichen gebend. Jedoch bleiben Kommunikationen an Bord aktiv, im Falle dass das Handwerk in der Zukunft erforderlich ist.

Ein vorgeschlagener alternativer Plan des Endes der Mission hat eine Begegnung mit dem Asteroiden 1999 KK1 im August 2002 eingeschlossen. Jedoch haben Kostengründe bedeutet, dass das nicht ausgewählt wurde.

Statistik

• die Masse des Handwerks: 486.3 Kg (1072 Pfd. 2 Unzen) (mit dem Brennstoff)
• Gesamtkosten:
• Entwicklung hat gekostet: US$ 94.8 Millionen
• Hauptauftragnehmer: Spektrum Astro, der später durch die Allgemeine Dynamik erworben ist
• Abschussbasis: Flughafen von Cape Canaveral, Florida
• Boosterrakete: Modell 7326 von Boeing Delta II
• maximale Macht: 2,500 W (von denen 2,100 W Mächte das Ion Motor gestoßen hat)
• der Projektbetriebsleiter: Dr Marc Rayman

Links

• Tiefer Raum 1 Website an Jet Propulsion Laboratory (JPL)
• Tiefer Raum 1 Missionsprofil durch die Sonnensystemerforschung der NASA
• Entfernte Reagenz-Einstiegsseite an NASA Ames Intelligente Systemabteilung des Forschungszentrums
• Tiefer Raum 1 an der Enzyklopädie Astronautica
• Elektrischer Antrieb an NASA JPL
• Der Missionsklotz von Dr Marc Rayman: Reise des Tiefen Raums 1 - Endzugang