Debido al lanzamiento conjunto en 2020, los dos satélites que componen Proba-3 volarán en formación precisa, creando una coronografía externa en el espacio, un satélite de eclipse solar, para permitir que el otro estudie la corona solar que de otro modo sería invisible. Crédito: ESA
El corredor más largo de la instalación más grande de la ESA se ha convertido en un campo de pruebas para una de las misiones futuras más ambiciosas de la Agencia, el Proba-3. Los dos satélites que componen esta misión se alinearán de modo que uno proyecte una sombra sobre el otro, revelando las regiones internas de la atmósfera fantasmal del Sol. Pero estos vuelos de formación tan precisos solo serán posibles gracias a un sistema de sensor de visión que puede apuntar de un satélite a otro.
El par Proba-3 volará a una distancia nominal de 144 m para observaciones coronales mientras realiza maniobras de reconfiguración de la formación que cambiarán su distancia hasta 25 my hasta 250 m.
Este sistema de sensores se probó para hacerlo posible en el centro técnico de ESA ESTEC en Noordwijk, Países Bajos, utilizando un corredor principal de 230 m de largo que conecta las oficinas de diseño con los laboratorios técnicos y el centro de pruebas de satélites.
Las luces se atenuaron y las exhibiciones se eliminaron para permitir que las versiones de cámara de prueba observen pantallas LED que apuntan a un objetivo similar a un vuelo a lo largo de toda la longitud del corredor.
“Este sistema de sensores basado en la visión es la primera forma en que dos satélites obtienen una formación y la vuelven a grabar una vez en órbita”, explica Damien Galano, director del proyecto Proba-3 de la ESA.
“Fue diseñado para permitir que las parejas se encuentren y estimen su posición relativa con una precisión de unos pocos milímetros en distancias de 20 a 250 m, permitiendo que la nave espacial maniobre de forma independiente en la formación. Así que necesitábamos mucho espacio para realizar pruebas. y un espacio interior como este es mucho más fácil de controlar que el exterior, donde el viento y otras perturbaciones perturbarían la configuración ‘.
Realice una prueba previa con un objetivo a menos de 15 m de la cámara para verificar el funcionamiento correcto del sistema de sensor de visión Proba-3. Las pruebas de formación se llevaron a cabo en el corredor principal ESTEC de 230 m de largo. Crédito: ESA
Programado para su lanzamiento en 2023, los satélites Proba-3 de dos metros se alinearán de tal manera que uno, “Okulter”, bloqueará el disco solar cegador para el otro “coronógrafo”. capas de su atmósfera tenue, o “corona”, generalmente ocultas bajo la luz solar intensa, a excepción de breves eclipses solares.
“Los dos satélites volarán juntos en una órbita alargada o muy elíptica de 19,6 horas”, dice Raphael Rougeot de Proba-3 mi
“No sería práctico volar activamente en formación por toda esta órbita. En cambio, los satélites solo vuelan en formación durante seis horas alrededor de una órbita máxima de 60.000 km, el “apogeo”. Trayectoria de vuelo libre que garantice la seguridad de la misión. Luego, emergiendo de la parte inferior de su órbita – o “perigeo” – se deben el uno al otro. “
Un par de satélites Proba-3 estarán en una órbita altamente elíptica alrededor de la Tierra, realizando maniobras de formación en vuelo, así como estudios científicos de corona solar. El satélite oculter tendrá paneles solares en el lado que mira al sol. Crédito: ESA-P. Carril
El conjunto de cámaras estará a bordo del satélite Occulter, buscando LED pulsantes en el coronógrafo, uno en cada esquina más un patrón cuadrado más pequeño a la derecha para revelar la orientación del satélite y permitir operaciones de proximidad.
Rafael añade: “Necesitas dos cámaras con diferentes campos de visión. La primera cámara tiene un amplio campo de visión de 15 grados que se utiliza para buscar un coronógrafo. El segundo tiene un campo de visión más estrecho para proporcionar la precisión milimétrica necesaria. Otro tiene un campo de visión más estrecho para garantizar la precisión milimétrica necesaria. el sensor permite sincronizar su registro de imagen con pulsos de LED. Esa sincronización precisa, hasta 10 millonésimas de segundo, es necesaria porque, de lo contrario, la luz de los LED podría perderse en el falso reflejo del Sol en la coronógrafo o en la Tierra brillante en el fondo. Además, las cámaras también tendrán un filtro optimizado para luz LED de infrarrojo cercano ‘.
Las pruebas de la cámara y el sistema de objetivos con LED de metros cuadrados se realizaron a 30 metros de distancia a lo largo del corredor con resultados prometedores. Para simular la luz solar difusa, se utilizó una lámpara específica con propiedades espectrales adecuadas. Esta lámpara fue caracterizada especialmente por el Laboratorio de Óptica ESTEC para esta prueba.
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Proba-3. Crédito: ESA-P. Carril, 2013
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Versión reducida del objetivo LED para probar el sistema de sensor de visión Proba-3, montado en un brazo robótico en las instalaciones de GRALS. Crédito: ESA
Como continuación, se montó una versión más pequeña del objetivo LED en un brazo de robot montado en un riel en el Simulador de Encuentro de Control y Navegación de Guiado, Simulador de Aproximación y Aterrizaje o GRALS. Esta instalación de 33 metros se utiliza para simular aproximaciones cercanas, encuentros y atraques entre objetos espaciales.
Jonathan Grzymisch, ingeniero de sistemas de control y navegación de orientación Proba-3, navegación y control de orientación Proba-3, explica: “El brazo robótico movió el objetivo LED en un patrón programado mientras observaba las cámaras, lo que permite que el software del instrumento calcule la dinámica relativa trayectoria de forma continua. caracterizar el funcionamiento del sensor sobre la base de la dinámica determinista. Ambas pruebas funcionaron bien gracias a la cooperación entre ESTEC Facility Management y las secciones técnicas relevantes. “
El sistema de sensor de visión Proba-3 fue desarrollado por la Universidad Técnica Danesa (DTU). El equipo no pudo estar presente en ESTEC en persona debido a las limitaciones de COVID-19, pero apoyó las pruebas de forma remota mientras los ingenieros de la ESA preparaban y realizaban la prueba.
Proporcionado por la Agencia Espacial Europea
Cotización: Prueba de corredor de sensores de vuelo de formación Proba-3 (2021, 30 de marzo) recuperada el 30 de marzo de 2021 de https://phys.org/news/2021-03-corridor-proba-formation-sensors.html
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