Deep Space 1

Главной задачей проекта Deep Space 1 является демонстрация новых технологий в условиях космического полета. Кроме того, выполнение этой миссии позволит получить ряд важных научных данных о малых телах солнечной системы.
Экспериментальная станция Deep Space 1 запущена 24 октября 1998 года. На ее борту проходят испытания двенадцать новых технологий.

Ионный двигатель. В отличие от химического ракетного двигателя, ионный работает практически непрерывно, придавая каждому иону огромное приращение скорости. Двигатель аппарата DS1 дает в 10 раз больший удельный импульс (отношение импульса к массе использованного топлива), чем химический двигатель.

Солнечные батареи с концентраторами солнечных лучей. 720 линз концентрируют свет на 3600 солнечных элементов, что позволяет получать 2,5 кВт энергии для питания двигателя и других систем, на расстоянии 1 а.е. от Солнца. Использование концентраторов позволяет уменьшить массу батарей и снизить их стоимость.

Автономная оптическая навигация. Эта технология позволяет кораблю самостоятельно определять свое местоположение в солнечной системе, посредством наблюдения известных астероидов на фоне звездного неба. Примерно раз в неделю станция выполняет навигационные снимки, определяет свое положение и если надо корректирует траекторию движения.

Телекоммуникационные устройства. Изготовлены фирмой Motorola и включают в себя новые: транспондер массой 3.2 кг и высокочастотный твердотельный усилитель. Все коммуникационное оборудование находится в одном контейнере. Транспондер позволяет вести прием сигнала в диапазоне X, и передачу в диапазонах X и Ka. Если бы эта система была создана по обычной технологии, то она весила бы в 2 раза больше, состояла бы из 4-х, 5-ти блоков и стоила бы в 3 раза дороже.

Твердотельный усилитель Ka-диапазона. Частота диапазона Ka в 4 раза больше, чем у применяемого в настоящее время для дальней космической связи X-диапазона. Использование этого диапазона позволяет передавать больше информации за тоже время.

Маяк состояния. Аппарат самостоятельно определяет свое состояние и в зависимости от него передает один из четырех сигналов. Первый означает, что все в порядке и внимание наземных служб не требуется, второй, что есть проблемы и нужен контакт в течении месяца, третий, что контакт должен быть установлен в течении недели, а четвертый, что миссия находится под угрозой. Такие сигналы можно принимать на небольшие антенны и дешевые приемники, что позволяет экономить ценные ресурсы сети дальней космической связи.

Автономная операционная система. В этом эксперименте проверяется искусственный интеллект, который планирует, принимает решения и управляет собой. Сложное ПО заложенное в компьютер позволяет ему думать и действовать самостоятельно без вмешательства человека. Искусственный интеллект знает, что делать с отказами и когда необходимо запрашивать помощь.

Экономичная электроника. В этом эксперименте используется электроника с низким напряжением питания и маленькой емкостью. Особый интерес представляет воздействие радиации на это оборудование.

Многофункциональная конструкция КА. Размещение электроники непосредственно на панелях конструкции КА. Такая комбинация двух важных функций позволяет контролировать температуру одновременно двух узлов и предлагает путь к упрощению будущих космических аппаратов, чтобы сделать их меньше и легче.

Блок распределителей энергии. Устройство содержит 2 блока по 4 переключателя мощности. Плотность монтажа увеличена в 4 раза по сравнению с обычной технологией. Переключатели могут сообщать бортовому компьютеру величину коммутируемого тока и напряжения.

Миниатюрная камера и изображающий спектрометр. Один 12 кг блок включает две черно-белые камеры, ультрафиолетовый изображающий спектрометр и инфракрасный спектрометр, а также вспомогательные подсистемы. Все датчики используют 10 см телескоп.

Изображающий спектрометр позволяет конструировать картинку, в которой каждый элемент (пиксель) содержит информацию о спектре. Получаемая информация позволяет ученым, помимо прочего, определять химический состав наблюдаемых объектов. КА DS1 определял состав астероида Брайль с помощью инфракрасного спектрометра. Ультрафиолетовый работает неправильно.

Миниатюрный ионный и электронный спектрометр. Интегрирование двух устройств в одно позволяет снизить массу (5.6 кг) на 25% и потребление энергии (9.6 Вт) на 50%. Помимо проверки новой конструкции, выполняются так же исследование влияния работы ионного двигателя на окружающую КА плазму и другие наблюдения.

Хотя главной целью программы является испытание новых технологий, она имеет и научные цели. Во время полета проводятся исследования солнечного ветра, а также измеряется влияние работы ионного двигателя на измерения плазмы. Траектория аппарата проложена таким образом, чтобы встретится с астероидом Брайль (1992 KD).

Во время пролета астероида определяются основные физические параметры (размер, форма, морфология поверхности, альбедо, неоднородности), вычисляются масса, объем, плотность и параметры вращения. Также во время пролета исследуется элементный и минералогический состав астероида, включая поиск неоднородностей. Наблюдаются изменения в солнечном ветре, вызванные его взаимодействием с астероидом. Исследуется пыль "сдутая" с поверхности астероида солнечным ветром.

Пролет астероида Брайль был выполнен 28 июля 1999 года. После встречи с астероидом траектория станции была изменена для того, чтобы встретиться с еще одним объектом, кометой Боррелли. Во время этой встречи будут определяться физические параметры ядра кометы, свойства пыли и газа, будет изучаться состав хвоста кометы.

22 сентября 2001 года станция Deep Space 1 выполнила пролет кометы Боррелли. Во время сближения с кометой проводились следующие исследования: измерение энергии электронов и ионов, поиск магнитного поля, получение снимков ядра кометы, получение спектров ядра в ИК диапазоне. На фотографии представлено изображение ядра за несколько минут до момента максимального сближения КА и кометы. Минимальное расстояние между аппаратом и кометой составило 2200 км.

Миссию станции Deep Space 1 можно считать завершенной, так как на борту практически не осталось топлива для гидразиновых двигателей ориентации.

Последнее обновление 16 ноября 2001 года.