عنوان مقاله ترجمه شده:ماهواره ی CASTOR MIT: طراحی، پیاده سازی و تست سیستم ارتباطات
عنوان انگلیسی مقاله ترجمه شده:Mit castor satellite: Design, implementation, and testing of the communication system
سال انتشار مقالهنام ژورنالتعداد صفحات مقاله ترجمه شده
2012Acta Astronautica11
چکیده فارسی:رانشگر ماهواره ی آند کاتد برای انباشتگی مداری (CASTOR) یک مانور مداری و گذرگاه میکرو ماهواره ای است که در آزمایشگاه سیستم فضایی MIT ساخته شده است. هدف فنی ماموریت کسب 1 km/s از delta-V در طول یکسال ماموریت در مدار پایین زمین است (LEO). این هدف با استفاده از یک سیستم نیروی محرکه ی الکتریکی یعنی میدان پیشرانش واگرای نوک دار (DCFT) است که تغییرات مداری با بازدهی بالا برای ماهواره ی کلاس حلقه ی ESPA را مقدور می سازد. CASTOR قادر به بهبود دسترسی سریع به ظرفیت های فضایی با ارائه ی یک پلتفرم انتقال مداری با یک عملکرد بسیار بالا نسبت به جرم و از این رو کاهش زیاد هزینه های پرتاب و اجازه دادن به مانور مداری بسیار کارآمد است. علاوه بر این، CASTOR بسیار مقیاس پذیر و مدولار است یعنی اجازه می دهد تا به دامنه ی وسیعی از مقیاس ها و کاربردها سازگار شود. CASTOR به عنوان بخشی از برنامه ی نانوماهواره ای دانشگاه (UNP) ساخته شده که بوسیله ی آزمایشگاه تحقیقات نیروی هوایی تامین مالی شده است (AFRL). به منظور محقق ساختن هدف ماموریت CASTORT لازم است تا یک سیستم ارتباطی به شدت بهینه شده، مقیاس پذیر، سبک وزن و کم هزینه ساخته شود. این محدودیت ها به توسعه ی مطالعات تجاری برای انتخاب معماری نهایی سیستم ارتباطی دلالت می کنند. لازم به ذکر است که سیستم ارتباطی نهایی قادر به بیشینه کردن مقدار اطلاعات انتقال داده شده است در حالی که اعتبار، افزونگی و جرم محدودشده، مصرف انرژی و هزینه را تضمین می کند. همچنین توجهی ویژه به تضمین سیستم ارتباطی معتبر در هنگام سقوط نیاز یا در هنگام جابه جایی قوی داپلری مورد نیاز است. باید ذکر کرد که جابه جایی قوی داپلر به علت ظرفیت های بالای delta-V دستگاه اجتناب ناپذیر است. ویژگی های مختلفی برای محقق کردن تمام نیازمندی های ماموریت به طراحی سیستم ارتباطی این ماموریت تخصیص داده شد.به طور خاص، آنتن های سفارشی ایجاد شدند و پروتوکل ارتباطی سفارشی طراحی و پیاده سازی شد. سیستم ارتباطی از طریق یک کمپین آزمایش شدت که شامل آزماش های نرم افزاری در آزمایشگاه، آزمایش های سخت افزاری در اتاق بدون پژواک و در آزمایش های پرواز بوسیله ی آزمایش بالن معتبر می شدند. این مقاله یک بررسی اجمالی از ماموریت CASTOR ، یک ارائه از تحلیل مطالعات تجاری و معماری ارتباطی انتخاب شده ی نهایی، تعریفی از آنتن سفارشی ساخته شده و از پروتوکل سفارشی طراحی شدهو یک ارائه از نتایج آزمایش های انجام شده را ارائه می دهد.
چکیده انگلیسی:Cathode Anode Satellite Thruster for Orbital Reposition (CASTOR) is an orbital manoeuvre and transfer micro-satellite bus developed at MIT Space System Laboratory. The technical objective of the mission is achieving 1 km/s of delta-V over a 1 year mission in Low Earth Orbit (LEO). This will be accomplished using a novel electric propulsion system, the Diverging Cusped Field Thruster (DCFT), which enables high efficiency orbital changes of the ESPA-ring class satellite. CASTOR is capable of improving rapid access to space capabilities by providing an orbital transfer platform with a very high performance to mass ratio, thus greatly reducing launch costs and allowing for highly efficient orbital manoeuvre. Furthermore, CASTOR is highly scalable and modular, allowing it to be adapted to a wide range of scales and applications. CASTOR is developed as part of the University Nanosatellite Program (UNP) funded by Air Force Research Laboratory (AFRL). In order to accomplish CASTOR mission objective, a highly optimized, scalable, light weight, and low cost communication system needed to be developed. These constraints imply the development of trade studies to select the final communication system architecture able to maximize the amount of data transmitted, while guaranteeing reliability, redundancy and limited mass, power consumption, and cost. A special attention is also required to guarantee a reliable communication system in cases of tumbling, or in case of strong Doppler shift which is inevitable due to the high delta-V capabilities of the vehicle. In order to accomplish all the mission requirements, different features have been introduced in the design of the communication system for this mission. Specifically, customized patch antennas have been realized, and a customized communication protocol has been designed and implemented. The communication subsystem has been validated through an intense testing campaign which included software tests in the laboratory, hardware tests in anechoic chamber, and in flight tests through a balloon experiment. The article presents an overview of CASTOR mission, a presentation of the trade studies analysis and of the final communication architecture selected, a description of the customized antenna developed, of the customized protocol designed, and a presentation of the results of the tests performed.
کلمات کلیدی مقاله:
دانلود اصل مقاله ترجمه نشده افزودن به سبد خرید