platforma Tess nave spațiale

observatorul Tess se bazează pe platforma de satelit Orbital ATK LEOStar-2, potrivită pentru misiuni de orbită mică până la medie și capabilă să găzduiască sarcini utile de până la 210 kilograme. TESS cântărește 362 de kilograme și măsoară 3,9 x 1,2 x 1,5 metri atunci când este complet desfășurat pe orbită, cuprinzând o secțiune de platformă și un modul de sarcină utilă.

aceasta marchează a opta misiune NASA de a folosi platforma LEOStar-2 care și-a dovedit flexibilitatea de când a fost inaugurată în 2001.

structura satelitului Tess constă dintr-un corp hexagonal care acționează ca element principal de încărcare și asigură structurile de montare pentru diferite elemente interne și externe, cum ar fi cele două rețele solare generatoare de energie și o antenă externă cu bandă Ka utilizată pentru comunicații de mare viteză cu Pământul. Reședința deasupra structurii hexagonale este modulul de interfață sarcină utilă. Struturile din aliaj de aluminiu și panourile compozite alcătuiesc structura internă și externă a satelitului, oferind locații de instalare pentru toate componentele satelitului.

corpul satelitului în sine are o înălțime de 1,5 metri și măsoară 1.2 metri în diametru în jurul 65cm toate secțiunea sarcină utilă. TESS folosește două matrice solare implementabile, fiecare cu două panouri, creând o dimensiune a matricei de 1,1 pe 0.89 de metri, capabil să producă 415 wați de energie electrică livrată unui set de baterii și diferitelor subsisteme de satelit printr-o magistrală de putere reglată de 28 de volți. Puterea tipică a observatorului în timpul operațiunilor regulate este estimată la 290 de wați, oferind o marjă amplă pentru perioadele de cerere crescută de energie și Eclipse.

TESS se bazează în principal pe controlul termic pasiv – păturile și vopselele termice utilizate pe exteriorul navei spațiale asigură izolarea și excesul de căldură este îndepărtat din electronică folosind conducte de căldură conectate la radiatoare. Încălzitoarele de supraviețuire sunt folosite pentru a menține electronica de bază operațională în caz de înmuiere la rece extinsă, care nu se așteaptă să apară în misiunea TESS, deoarece durata maximă a eclipsei este limitată la cinci ore.

determinarea și controlul atitudinii pe nava spațială Tess utilizează un sistem controlat cu trei axe, cu impuls zero, care utilizează patru roți de reacție pentru acționare fină bazată pe quarternioni de înaltă precizie produși din imagini colectate de camerele științifice. În plus, TESS utilizează senzori standard de determinare a atitudinii activi în timpul fazei inițiale de achiziție și a altor faze de misiune neoperaționale.

când este în modul știință, TESS își folosește unitatea de manipulare a datelor pentru a calcula centroizii de la aproximativ 200 de stele de ghidare fotometrice din câmpul vizual al instrumentului la o cadență de două secunde pentru a produce quarternioni compensați pentru corectarea indicării atitudinii fine. Unitatea de manipulare a datelor livrează aceste quarternioni către unitatea avionică principală, unde corecțiile necesare sunt transformate în intrări ale roților de reacție.

selectat ca senzor principal de determinare a atitudinii pentru fazele misiunii non – științifice a fost micro-advanced Stellar Compass de DTU space din Danemarca, un sistem compact de urmărire a stelelor care a zburat în mai multe misiuni anterioare cu cerințe stricte de control al atitudinii. Unitatea de urmărire a stelelor de la centicasc cuprinde două capete optice și o singură unitate de procesare a datelor, capturând imagini ale cerului plin de stele, care este analizat de un algoritm de la bord pentru a identifica stelele cunoscute dintr-un catalog mare și pentru a calcula orientarea precisă a navei pe trei axe în spațiu.

conform DTU, în mod normal, în configurație dual-redundantă, se oferă soluții de atitudine cu o precizie de 2 secunde de arc și se suportă rate de atitudine de până la 20 de grade pe secundă, generând între 8 (nominale) și 22 de măsurători pe secundă și necesitând doar 30 de milisecunde pentru achiziția inițială dintr-un scenariu pierdut în spațiu.

în plus, TESS găzduiește o unitate de măsură inerțială care cuprinde patru giroscoape pentru măsurarea ratelor corpului în timpul achiziției inițiale / reducerii ratelor corpului pentru achiziția de la centimetria și patru senzori solari instalați în jurul umbrei solare furnizează informații despre vectorul solar pentru indicarea corectă a matricelor în timpul evenimentelor din modul sigur al navei spațiale.

actuatorul principal de atitudine al navei spațiale TESS este un ansamblu de patru roți de reacție, oferind un control precis al atitudinii pe trei axe cu o precizie mai bună de 3,2 arcsec cu o stabilitate foarte mare de 0,05 arcsec pe oră. Cele patru roți de reacție Honeywell HR oferă redundanță pentru pierderea unei roți și folosesc un design robust care a acumulat peste 100 de milioane de ore de funcționare în spațiu – eliminând îngrijorările legate de roata de reacție pe care misiunea Kepler a trebuit să le facă față din cauza problemelor sistemice cu marca sa specială de 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. Toate propulsoarele folosesc descompunerea hidrazinei pe un pat de catalizator metalic în produse de reacție gazoase care pot fi expulzate la presiune ridicată printr-o duză și astfel creează împingere. Sistemul funcționează în modul blowdown, folosind doar o presurizare înainte de zbor a rezervorului de hidrazină și niciun sistem de presurizare în zbor.

TESS transportă o sarcină inițială de propulsor de 45 de kilograme și găzduiește patru propulsoare de control al atitudinii 5-Newton și un singur propulsor de manevră orbitală de 22 de Newton, toate situate pe panoul din spate al navei spațiale, oferind misiunii un buget total delta-v de 268 de metri pe secundă. Conform proiectului principal al Misiunii, 215 m / s de delta-v sunt bugetate pentru misiunea de doi ani (inclusiv achiziția inițială a orbitei, haldele de impuls ale roților de reacție pentru compensarea presiunii solare, dispersiile de injecție a vehiculului de lansare și marja de performanță a motorului).

un element central al Misiunii Tess este capacitatea de manipulare a datelor și de comunicații a navei spațiale, realizată printr-o unitate centrală de manipulare a datelor (DHU) și un terminal de comunicații în bandă Ka capabil să transmită date la 125 Mbit/s – cea mai mare rată de date acceptată vreodată de rețeaua spațială profundă a NASA.

unitatea de gestionare a datelor este construită în jurul unui computer cu o singură carte Seakr Athena-3 și cuprinde mai multe plăci pentru a facilita funcțiile sale de procesare și interfață. Elementele centrale ale DHU sunt un procesor Freescale de 1066 MHz cu 1 GB RAM și până la 4 GB memorie Flash. Este însărcinat cu sarcini primare de procesare a imaginilor și construiește interfața de comandă/date cu nava spațială. Sarcinile suplimentare de procesare a camerei sunt gestionate de o matrice de porți programabilă Virtex-5. Trei carduri tampon în stare solidă cu un total de 192 GB de bliț construiesc stocarea de date în masă; și o placă de comutare a puterii de intrare/ieșire analogică controlează puterea instrumentului, în timp ce o placă de alimentare dedicată condiționează puterea DHU.

secvența tipică de imagini utilizată de TESS operează imaginea camera CCD detectoare la un timp de expunere de 2 secunde și aceste imagini sunt livrate la placa de procesare a imaginii în cazul în care acestea sunt însumate în grupuri consecutive de 60 pentru a produce o expunere efectivă de două minute. Aceste imagini sunt apoi prelucrate în produse de date care reprezintă o colecție de sub – matrice-ferestre de obicei 10 x 10 pixeli centrate pe stelele țintă. Extragerea valorilor sub-matrice este finalizată de Proton 400 k înainte de comprimare și stocare în memoria de masă. Imaginile full frame sunt, de asemenea, stivuite la fiecare 30 de minute și stocate în SSB.

downlinks de date sunt finalizate doar o dată la fiecare 13.Orbită de 7 zile când TESS trece perigeu pentru a permite rate maxime de date prin legătura benzii Ka-creând o întrerupere de 16 ore a operațiunilor științifice pentru a facilita întoarcerea navei spațiale către orientarea îndreptată spre Pământ, o legătură descendentă de patru ore prin rețeaua spațială profundă și întoarcerea înapoi în atitudinea de serviciu operațional.

TESS este echipat cu o antenă parabolică cu bandă Ka de 0,7 metri, instalată pe unul dintre panourile laterale ale navei spațiale. Funcționează la o putere de transmisie de 2 wați și atinge rate de date de până la 125 Mbit/s. O pereche de antene omnidirecționale în bandă S sunt utilizate pentru telemetrie downlink și telecomand uplink, permițând, de asemenea, comunicații pe distanțe mai mari dacă este nevoie de comandă în timp ce TESS nu este aproape de perigeu.