CubeSat para partículas solares

CubeSat for Solar Particles ( CuSP ) fue un CubeSat 6U de bajo costo para orbitar el Sol y estudiar las partículas dinámicas y los campos magnéticos . ^{[ 2 ] [ 3 ]} El investigador principal de CuSP es Mihir Desai, del Southwest Research Institute (SwRI) en San Antonio , Texas . ^{[ 2 ]} Fue lanzado en el vuelo inaugural del Space Launch System (SLS), como carga útil secundaria de la misión Artemis 1 el 16 de noviembre de 2022. ^{[ 1 ] [ 4 ]}

Tras el despliegue desde el adaptador de lanzamiento Artemis, el contacto con la nave espacial mostró que se estabilizó correctamente y desplegó sus paneles solares, pero se perdió el contacto después de aproximadamente una hora. ^{[ 5 ]}

Medir el clima espacial , que puede generar una amplia variedad de efectos en la Tierra , desde interferir con las comunicaciones por radio hasta dañar la electrónica de los satélites o generar corrientes eléctricas en las redes de energía, es de gran importancia. Crear una red de estaciones meteorológicas espaciales requeriría muchos instrumentos dispersos en el espacio a millones de kilómetros de distancia, pero el costo de un sistema así es prohibitivo. ^{[ 2 ]} Si bien los CubeSats solo pueden transportar unos pocos instrumentos, su lanzamiento es relativamente económico debido a su pequeña masa y diseño estandarizado. Por lo tanto, CuSP también se concibió como una prueba para la creación de una red de estaciones científicas espaciales. ^{[ 2 ]}

Equipo de la nave espacial CuSP: ^{[ 6 ]}

• Dr. Mihir Desai, PhD: Investigador principal
• Mike Epperly: Gerente de proyecto
• Dr. Don George, PhD: Ingeniero de sistemas de misión
• Chad Loeffler: Ingeniero de software de vuelo
• Raymond Doty: Técnico de naves espaciales
• Dr. Frederic Allegrini, PhD: líder del instrumento SIS
• Dr. Neil Murphy, PhD: Responsable del instrumento VHM
• Dr. Shrikanth Kanekal, PhD, líder del instrumento MERiT

Este CubeSat transportaba tres instrumentos científicos: ^{[ 2 ] [ 3 ]}

• El espectrógrafo de iones supratérmicos (SIS, por sus siglas en inglés) es construido por el Instituto de Investigación del Suroeste para detectar y caracterizar partículas energéticas solares de baja energía .
• El Telescopio Miniaturizado de Electrones y Protones (MERiT, por sus siglas en inglés), construido por el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA, proporcionará datos sobre la cantidad de partículas solares energéticas de alta energía.
• El magnetómetro vectorial de helio (VHM), que está siendo construido por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, medirá la intensidad y la dirección de los campos magnéticos.

Propulsión

El satélite cuenta con un sistema de propulsión de gas frío para propulsión, control de actitud (orientación) y maniobras orbitales. ^{[ 7 ]}

El bus de la nave espacial constaba de: ^{[ 6 ]}

• Integrador de naves espaciales SwRI: diseño, ensamblaje, integración y pruebas.
• Unidad de mando y gestión de datos SwRI SATYR
• Software de vuelo SwRI
• Sistema de alimentación eléctrica AAC de Clyde-Space
  • convertidores MPPT BCR
  • Baterías LiPo y
  • Paneles solares desplegables y fijos
• Propulsor de gas frío VACCO MiPS
• Sistema de control de propulsión integrado XACT ADCS de Blue Canyon Technologies
• Estructura mecánica y térmica (SMT) de la nave espacial SwRI
• Transpondedor de espacio profundo IRIS de banda X de la NASA JPL/SDL
• Centro de Operaciones de Misión del GSFC de la NASA
• Red de comunicaciones terrestres del espacio profundo de la NASA

• Tras el exitoso lanzamiento del SLS a la 1:47 am EST del 16 de noviembre de 2022, el módulo Orion/ICPS realizó una inyección translunar y se separó.
• Poco después, el CuSP fue desplegado desde su contenedor de lanzamiento en el ICPS.
• Veintitrés minutos después del despliegue, DSN recibió telemetría del receptor de bucle abierto (OLR) de CuSP que indicaba que se había iniciado, estabilizado, desplegado los paneles solares y adoptado una orientación hacia el Sol.
• Estaba funcionando perfectamente hasta que...
• El monitoreo OLR de la señal de radio indicó que la señal portadora del transmisor desapareció después de transmitir durante 1 hora y 15 minutos.
• No se ha determinado la causa de esta interrupción de la transmisión.
• Los múltiples intentos de recibir señales adicionales de la nave espacial fracasaron hasta finales de 2022. No se logró establecer contacto.
• El equipo de CuSP investigó a fondo un aumento repentino de la temperatura de la batería y determinó que se trataba de un fallo en la telemetría. Esto se verificó comparando las indicaciones redundantes de varios parámetros. Dichas indicaciones no mostraron la anomalía detectada. Se comprobó que el fallo se debía a un monitor de temperatura que saturó las entradas del convertidor analógico-digital (ADC) de varias señales, pero no las de sus monitores redundantes, que alimentaban un ADC independiente.
• El equipo de CuSP investigó exhaustivamente una temperatura anómalamente alta registrada por IRIS Radio. Los ingenieros de IRIS del JPL determinaron que se debía a un fallo en la actualización de una ecuación de escalado en el SMOC EGSE. Una vez aplicada la ecuación actualizada, la temperatura se normalizó.
• Se planeaba realizar otro intento durante una convergencia focal prevista; sin embargo, no se realizaron más intentos de contacto con la nave espacial.
• La misión se dio por finalizada oficialmente en diciembre de 2023.

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  El CuSP se instrumenta y se coloca en la cámara de vacío térmico.
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  El Dr. Mihir Desai, investigador principal, aparece junto a CuSP.
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  El Dr. Don George, ingeniero de la misión, probando el sistema de energía eléctrica (EPS) en CuSP.
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  El Dr. Gumby presenta la secuencia de operaciones posteriores al despliegue del CuSP ante un panel de revisión de la NASA.
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  El CuSP tiene un peso en "masa húmeda" de 10,2 kg, muy por debajo del límite de masa de 14 kg.
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  Las "Manos Moradas" verifican que el CuSP encaje en su dispensador. Este dispensador expulsa el CuSP del vehículo de lanzamiento.
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  Raymond Doty, técnico principal de CuSP, realiza los preparativos finales para el embalaje y envío de CuSP.

• La misión Near-Earth Asteroid Scout de la NASA , una nave espacial con vela solar que tenía previsto encontrarse con un asteroide cercano a la Tierra (misión fallida).
• BioSentinel , una misión de astrobiología
• LunIR de Lockheed Martin Space
• Cubo de hielo lunar , por la Universidad Estatal de Morehead
• CubeSat para partículas solares (CuSP)
• El Mapeador de Hidrógeno Polar Lunar (LunaH-Map), diseñado por la Universidad Estatal de Arizona.
• EQUULEUS , presentado por JAXA y la Universidad de Tokio
• OMOTENASHI , presentado por JAXA, un módulo de aterrizaje lunar (fallo de misión)
• Exploradores Cislunares , Universidad de Cornell , Ithaca, Nueva York
• Explorador de Escape Terrestre (CU-E ³ ), Universidad de Colorado Boulder