TESS Navicella Piattaforma

TESS osservatorio si basa su Orbitali ATK LEOStar-2 piattaforma satellitare adatto per piccole e di classe media e Bassa Orbita terrestre missioni e in grado di ospitare carichi utili fino a 210 Chilogrammi. TESS pesa 362 Chilogrammi e misura 3,9 x 1,2 x 1,5 metri quando è completamente schierato in orbita, comprendente una sezione della piattaforma e un modulo di carico utile.

Questa è l’ottava missione della NASA ad impiegare la piattaforma LEOStar-2 che ha dimostrato la sua flessibilità da quando è stata inaugurata nel 2001.

La struttura del satellite TESS è costituita da un corpo esagonale che funge da elemento di carico primario e fornisce le strutture di montaggio per vari elementi interni ed esterni come i due array solari che generano energia e un’antenna esterna in banda Ka utilizzata per le comunicazioni ad alta velocità con la Terra. Residente in cima alla struttura esagonale è il modulo di interfaccia payload. I montanti in lega di alluminio e i pannelli compositi costituiscono la struttura satellitare interna ed esterna, fornendo posizioni di installazione per tutti i componenti satellitari.

Il corpo del satellite stesso è alto 1,5 metri e misura 1.2 metri di diametro intorno al 65 cm tutti payload sezione. TESS impiega due array solari dispiegabili, ciascuno con due pannelli, creando una dimensione array di 1,1 per 0.89 metri, in grado di produrre 415 Watt di potenza elettrica erogati a un set di batterie e ai vari sottosistemi satellitari tramite un bus di alimentazione regolato da 28 Volt. L’assorbimento di potenza tipico dell’osservatorio durante le operazioni regolari è stimato a 290 Watt, fornendo ampio margine per i periodi di maggiore richiesta di energia e le eclissi.

TESS si basa principalmente sul controllo termico passivo: coperte e vernici termiche utilizzate all’esterno del veicolo spaziale forniscono isolamento e il calore in eccesso viene rimosso dall’elettronica utilizzando tubi di calore collegati ai radiatori. I riscaldatori di sopravvivenza sono impiegati per mantenere operativa l’elettronica di base in caso di immersione prolungata a freddo che non si prevede si verifichi nella missione TESS poiché la durata massima dell’eclissi è limitata a cinque ore.

Determinazione e controllo dell’assetto sulla navicella spaziale TESS impiega un sistema controllato a tre assi, a momento zero, che impiega quattro ruote di reazione per l’azionamento fine basato su quarternioni altamente precisi prodotti dalle immagini raccolte dalle telecamere scientifiche. Inoltre, TESS impiega sensori standard di determinazione dell’assetto attivi durante la fase di acquisizione iniziale e altre fasi di missione non operative.

In modalità scienza, TESS utilizza la sua unità di gestione dati per calcolare centroidi da circa 200 stelle guida fotometriche all’interno del campo visivo dello strumento con una cadenza di due secondi per ottenere quarternioni di offset per la correzione del puntamento di assetto. L’unità di trattamento dei dati consegna questi quarternion all’unità avionica matrice in cui le correzioni richieste sono trasformate agli input della ruota di reazione.

Selezionato come il principale atteggiamento determinazione del sensore per la non-scienza fasi della missione è stata la Micro-Advanced Stellare Bussola DTU Spazio di Danimarca, un compact star tracker sistema che ha volato in diverse passate missioni con un forte atteggiamento esigenze di controllo. L’unità µASC Star Tracker comprende due teste ottiche e una singola unità di elaborazione dati, che catturano immagini del cielo pieno di stelle che vengono analizzate da un algoritmo di bordo per identificare le stelle conosciute da un ampio catalogo e calcolare l’orientamento preciso a tre assi dell’imbarcazione nello spazio.

Secondo DTU, µASC in genere opera in una doppia configurazione ridondante e offre atteggiamento soluzioni accurate per 2 arcsec e supporta atteggiamento tassi di fino a 20 gradi al secondo, generando 8 (nominale) a 22 misurazioni al secondo posto a soli 30 millisecondi per l’acquisizione iniziale, perso nello spazio scenario.

Inoltre, TESS ospita un’unità di misura inerziale composto da quattro giroscopi per le misure del corpo tassi durante la fase iniziale di acquisizione e/o riduzione di corpo costo per µASC di acquisizione e di sole quattro sensori installati intorno al Sole e Ombra fornire informazioni sul solare vettoriale per il corretto puntamento delle matrici durante la navicella modalità provvisoria eventi.

L’attuatore di assetto primario del veicolo spaziale TESS è un assemblaggio di quattro ruote di reazione, che forniscono un preciso controllo di assetto a tre assi con una precisione migliore di 3,2 arcsec con una stabilità molto elevata di 0,05 arcsec all’ora. Le quattro ruote di reazione Honeywell HR forniscono ridondanza per la perdita di una ruota e impiegano un design robusto che ha accumulato oltre 100 milioni di ore di funzionamento nello spazio – eliminando le preoccupazioni della ruota di reazione che la missione Kepler ha dovuto affrontare a causa di problemi sistemici con la sua particolare marca di RWA.

The TESS spacecraft employs a Hydrazine Monopropellant Propulsion System for orbit and attitude control, feeding a total of five thrusters from a central tank containing hydrazine propellant. Tutti i propulsori impiegano la decomposizione dell’idrazina su un letto catalizzatore metallico in prodotti di reazione gassosi che possono essere espulsi ad alta pressione attraverso un ugello e quindi creare spinta. Il sistema funziona in modalità blowdown, utilizzando solo una pressurizzazione pre-volo del serbatoio di idrazina e nessun sistema di pressurizzazione in volo.

TESS trasporta un carico iniziale di propellente di 45 chilogrammi e ospita quattro propulsori di controllo dell’assetto da 5 Newton e un singolo propulsore di manovra orbitale da 22 Newton, tutti situati sul pannello di poppa del veicolo spaziale, dando alla missione un budget delta-v totale di 268 metri al secondo. Secondo il progetto della missione primaria, 215 m/s di delta-v sono preventivati per la missione di due anni (inclusa l’acquisizione iniziale dell’orbita, le discariche di momentum della ruota di reazione per la compensazione della pressione solare, le dispersioni di iniezione del veicolo di lancio e il margine di prestazione del motore).

Un elemento centrale della missione TESS è la capacità di gestione dei dati e delle comunicazioni del veicolo spaziale, realizzata tramite una Central Data Handling Unit (DHU) e un terminale di comunicazione in banda Ka in grado di trasmettere dati a 125 Mbit/s-la più alta velocità di trasmissione dati mai supportata dal Deep Space Network della NASA.

L’unità di gestione dei dati è costruita attorno a un computer a scheda singola SEAKR Athena-3 e comprende diverse schede per facilitarne l’elaborazione e le funzioni di interfaccia. Gli elementi centrali del DHU è un processore Freescale 1066MHz con 1GB di RAM e fino a 4 GB di memoria Flash. Ha il compito di compiti di elaborazione delle immagini primarie e costruisce l’interfaccia di comando/dati con il veicolo spaziale. Ulteriori attività di elaborazione della telecamera sono gestite da un array di gate programmabili di campo Virtex-5. Tre schede buffer a stato solido con un totale di 192 GB di Flash costruiscono la memorizzazione dei dati di massa; e una scheda di commutazione della potenza di ingresso/uscita analogica controlla la potenza dello strumento mentre una scheda di alimentazione dedicata condiziona la potenza DHU.

La tipica sequenza di imaging impiegato da TESS funziona la macchina fotografica del CCD di rivelatori al 2 secondi di tempo di esposizione e queste immagini sono consegnati per l’Elaborazione dell’Immagine del Consiglio in cui sono riassunti in gruppi consecutivi di 60 per produrre un’efficace esposizione di due minuti. Queste immagini vengono quindi elaborate in prodotti di dati che rappresentano una raccolta di sub – array-finestre di solito 10 x 10 pixel centrati sulle stelle di destinazione. L’estrazione dei valori del sub-array viene completata dal Protone 400 k prima della compressione e della memorizzazione nella memoria di massa. Immagini full frame sono anche impilati ogni 30 minuti e memorizzati nel SSB.

I downlink dei dati vengono completati solo una volta ogni 13.orbita di 7 giorni quando TESS passa il perigeo per consentire la massima velocità di trasmissione dati attraverso il collegamento in banda Ka-creando un’interruzione di 16 ore delle operazioni scientifiche per facilitare la rotazione della navicella verso l’orientamento a punta di Terra,un downlink di quattro ore attraverso la Rete spaziale profonda e il ritorno nell’atteggiamento operativo.

TESS è dotato di un’antenna parabolica in banda Ka di 0,7 metri, installata su uno dei pannelli laterali della navicella. Funziona con una potenza di trasmissione di 2 Watt e raggiunge velocità di trasmissione fino a 125 Mbit/s. Una coppia di antenne omnidirezionali in banda S sono utilizzate per il downlink di telemetria e l’uplink del telecommando, consentendo anche comunicazioni su distanze maggiori se è necessario comandare mentre TESS non è vicino al perigeo.