GASPACS ( Get Away Special Passive Attitude Control Satellite ) [2] fue un CubeSat 1U patrocinado por la NASA y desarrollado íntegramente por miembros universitarios del equipo Get Away Special (GAS) de la Universidad Estatal de Utah . El objetivo principal de la misión de GASPACS era desplegar un brazo aerodinámico inflable de 1 metro para estabilizar pasivamente su actitud . [3] [4] GASPACS fue el primer CubeSat del mundo desarrollado íntegramente por estudiantes universitarios, y también fue el primer CubeSat del mundo en utilizar una Raspberry Pi Zero como computadora de vuelo. [5] [6] [7] [8]
GASPACS era un CubeSat 1U, lo que significa que medía 10 centímetros por 10 centímetros por 10 centímetros (3,9 pulgadas). [9] [10] El objetivo principal de la misión de GASPACS era desplegar y fotografiar un brazo aerodinámico inflable de 1 metro (39 pulgadas). [3] Este "AeroBoom" personalizado, el primero de su tipo, fue diseñado por los miembros universitarios del equipo USU GAS. [11] [4] El AeroBoom fue diseñado como una alternativa a la estabilización de gradiente de gravedad para naves espaciales que utilizan control de actitud pasivo en órbita terrestre baja u otras formas activas de control de actitud, como magnetorquers o ruedas de reacción . [4] [12] El AeroBoom funcionó de manera similar a las plumas de una flecha. Las moléculas de aire de la atmósfera superior de la Tierra golpearon el AeroBoom, provocando un par estabilizador. [13] [10] El objetivo secundario de GASPACS era medir y analizar el comportamiento de actitud para verificar que AeroBoom estuviera proporcionando control de actitud pasivo. [12]
GASPACS fue seleccionado y patrocinado por la NASA a través del programa CubeSat Launch Initiative en 2014. [14] El contrato CSLI proporcionó servicios de lanzamiento para GASPACS.
GASPACS se entregó a Nanoracks el 23 de septiembre de 2021. [15] El 21 de diciembre de 2021, GASPACS se lanzó a la Estación Espacial Internacional a bordo de SpaceX CRS-24 , como parte de la misión ELaNa 38 de la NASA . [13] [16] [17] Un mes después, el 26 de enero de 2022, los astronautas estadounidenses Raja Chari y Thomas Marshburn desplegaron GASPACS desde la ISS a través de un Nanoracks CubeSat Deployer . [18] [19] [20]
La NASA requiere que todos los CubeSats desplegados desde la ISS esperen un mínimo de 30 minutos después del despliegue para comenzar a arrancar y comenzar su misión. Después de este lapso de tiempo requerido, GASPACS arrancó y desplegó sus antenas de forma autónoma. [9] 47 minutos después del despliegue, una estación terrestre en Tokio, Japón, registró la primera observación exitosa de las balizas de GASPACS. [21] [22] [9] Estas balizas incluían un identificador AX.25 , así como una baliza de audio. La baliza de audio consistía en el indicativo N7GAS del satélite en código Morse , seguido de una interpretación digitalizada de "The Scotsman", la canción espiritual de USU. [18] [23] [24]
18 horas después del despliegue desde la ISS, GASPACS pasó sobre la estación terrestre de control de la misión ubicada en el campus de la USU y transmitió una fotografía del brazo inflado del satélite, confirmando el éxito de la misión principal. [6] En las semanas posteriores al despliegue, se descargaron varias secciones de datos de actitud del acelerómetro a bordo, lo que confirma la eficacia del mecanismo AeroBoom. [6]
GASPACS se construyó utilizando los siguientes componentes: [6]
GASPACS fue el primer CubeSat del mundo en utilizar una Raspberry Pi como computadora de vuelo. [13] [6] El Pi era responsable de ejecutar toda la informática a bordo, ejecutando los scripts de Python desarrollados por el equipo. [25] [7] Una misión secundaria del satélite era probar la viabilidad de microcontroladores comerciales baratos como el Raspberry Pi. [26] [27] [28]
La cámara Pi se utilizó para confirmar la implementación exitosa del AeroBoom. 18 horas después del despliegue, GASPACS transmitió la primera fotografía tomada por la cámara, confirmando el despliegue exitoso de la barrera. GASPACS ha tomado varias fotografías adicionales, muchas de las cuales incluyen la Tierra al fondo. [29] [30]
El equipo de USU GAS diseñó su propia placa de circuito impreso personalizada . Esta PCB de 3 niveles contenía todos los componentes eléctricos principales. Los sensores incluyen un acelerómetro, un magnetómetro y un sensor UV. [6] La PCB también incluía un DF Robot Beetle. [31] Este Beetle actuó como perro guardián para garantizar que la Raspberry Pi funcionara correctamente. El Beetle monitoreaba el Pi a 0,25 Hz para detectar fallos de funcionamiento debidos a la radiación . En caso de mal funcionamiento, el Beetle apagaba automáticamente el Pi y luego lo volvía a encender. Este proceso fue diseñado para revertir cualquier malestar debido a la radiación a la normalidad. [32] Otro componente incluido en la placa de interfaz fue un mecanismo de alambre personalizado utilizado para implementar el AeroBoom. [33]
GASPACS incorporó muchos componentes EnduroSat en su autobús . El sistema de energía eléctrica del EnduroSat incluía una batería y se cargaba mediante paneles solares, que incluían sensores solares y sensores de temperatura. GASPACS también contenía un transceptor EnduroSat y una antena para comunicaciones, y su estructura 1U. [30] [6]
La carga útil de GASPACS era el AeroBoom. [10] El AeroBoom consistía en una capa de plástico de fluoruro de polivinilideno , presurizado con 2,2 psia de aire. Este tubo estaba encerrado en una funda de fibra de vidrio trenzada. La capa más externa del AeroBoom era una funda final de plástico fluorado de etileno propileno . [15] El aire dentro del AeroBoom se presurizó al alcanzar el vacío del espacio y se mantuvo dentro de una caja AeroBoom diseñada a medida mediante un hilo de pescar hasta el despliegue del AeroBoom. [33] Para implementar su AeroBoom, GASPACS pasó una corriente a través de su circuito de alambre quemado de nicromo . El Nichrome se calentó, quemó el hilo de pescar y liberó el AeroBoom. [33] [34]
El Comando de Defensa Aeroespacial de América del Norte designó a GASPACS como NORAD ID 51439. [35]
Tres días después del despliegue, el 29 de enero de 2022, GASPACS enfrentó un gran revés cuando se cortó la energía en el canal Y. Esto provocó una reducción significativa de la potencia disponible. GASPACS entró en un ciclo de carga perpetuo, cargándose durante aproximadamente seis horas en los paneles solares restantes antes de alcanzar la potencia necesaria para volver a encenderse. Una vez iniciado, GASPACS permanecería encendido durante aproximadamente una hora antes de apagarse debido a la baja energía y repetir el ciclo. Este ciclo de energía continuo redujo en gran medida la cantidad de datos que GASPACS pudo transmitir a la Tierra. [6]
El 6 de mayo de 2022 se confirmó la pérdida del canal Z. Esto una vez más redujo drásticamente la potencia disponible de GASPACS. A pesar de esto, GASPACS continuó encendiéndose cuando fue posible y los operadores terrestres pudieron recibir varios paquetes de datos de telemetría, datos fotográficos y balizas AX.25.
El satélite decayó de su órbita el 22 de mayo de 2022. [1]
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