顯微鏡衛星
任務類型 | 物理學 | ||||||||
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運營方 | 法國國家太空研究中心 | ||||||||
國際衛星標識符 | 2016-025B | ||||||||
衛星目錄序號 | 41457 | ||||||||
網站 | https://microscope.cnes.fr/en/ | ||||||||
任務時長 | 計劃是:2年 最終:2年5個月又22天 | ||||||||
航天器屬性 | |||||||||
平台 | 無數號衛星[1] | ||||||||
製造方 | 法國國家太空研究中心、空客防務航天公司 | ||||||||
發射質量 | 330千克(728磅)[1] | ||||||||
尺寸 | 138x104x158厘米(54x41x62英寸)[1] | ||||||||
功率 | 140瓦[1] | ||||||||
任務開始 | |||||||||
發射日期 | 2016年4月25日世界時21點2分13秒[2] | ||||||||
運載火箭 | 聯盟ST-A型運載火箭(VS-14)[3] | ||||||||
發射場 | 圭亞那航天中心聯盟火箭發射台[3] | ||||||||
承包方 | 阿麗亞娜太空公司 | ||||||||
運營開始時間 | 2016年5月2日[2] | ||||||||
任務結束 | |||||||||
丟棄形式 | 已除役 | ||||||||
停用日期 | 2018年10月18日[4] | ||||||||
軌道參數 | |||||||||
參照系 | 地心軌道 | ||||||||
軌域 | 近地軌道 | ||||||||
半長軸 | 7090.9公里(4406.1英里) | ||||||||
離心率 | 0.000167 | ||||||||
近地點 | 711.6公里(442.2英里) | ||||||||
遠地點 | 713.9公里(443.6英里) | ||||||||
傾角 | 98.23° | ||||||||
週期 | 99.03分鐘 | ||||||||
曆元 | 2016年12月5日世界時21點17分20秒[5] | ||||||||
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等效原理觀測阻力補償微型衛星(Micro-Satellite à traînée Compensée pour l'Observation du Principe d'Equivalence),英文簡稱顯微鏡號 (MICROSCOPE)是法國國家太空研究中心一顆用以測試自由落體(等效原理)普遍性原理的300公斤級微型衛星, 其有效精度達10-15,較地球上高出100倍。2016年4月25日,它與哨兵1B及其他小型衛星一起發射,並在完成科學目標後於2018年10月18日前後退役[4]。
實驗
[編輯]為測試等效原理(即同一引力場中兩個不同成分物體自由落體的相似性),連續使用了兩台差分加速度計。如果等效原理得到驗證,兩組質量將承受相同的加速度;但如果兩者的加速度出現不同,則就違反了該原則。
主要實驗裝置是法國國家航空航天研究院(ONERA)製造的重力實驗用雙空間加速度計(T-SAGE),由兩台相同的加速度計及其相關同心圓柱體構成。一台含兩塊鉑銠合金塊的加速計作為參照,另一台為測試裝置,含兩塊不同中子-質子比的合金塊:其中一塊為鉑銠合金,另一塊為鈦鋁釩合金(TA6V),塊體間通過靜電斥力保持在其試驗區內,旨在使其相對於衛星靜止不動[1][6]。
為創建加速度計良好的溫度環境,衛星通過太陽同步軌道來提供恆定的照明,並將實驗裝置安裝在遠離太陽的衛星平台末端。同時,為保持與衛星自身的隔熱,對熱連接模式進行了優化,使電線連接達到最小化[1]。
衛星控制
[編輯]該衛星採用無阻力補償姿態控制系統(DFACS),也稱為加速度和姿態控制系統(AACS),為由四組主、副微型推進器(總共十六台)組成的雙冗餘動力裝置,使衛星始終環測試質量「飛行」。該系統還綜合考慮到了作用在衛星上的各種動態作用力,包括殘餘大氣產生的空氣動力、光子碰撞產生的太陽壓力、地球磁層內的電磁力以及地月日之間的引力等[7][8]。
發射
[編輯]2016年4月25日世界時21點2分3秒,顯微鏡號搭載在由聯盟ST-a型推進器和弗雷蓋特M上層級組成的運載火箭上[9],從法屬圭亞那庫魯郊外的圭亞那航天中心成功發射升空[2]。這次發射搭載的其它探測器還有歐洲航天局的哨兵1B地球觀測衛星和三顆立方衛星:比利時列日大學的「通信/技術創新軌道功用衛星」(OUFT-1)、意大利都靈理工大學的「都靈理工教學衛星」(e-st@r-II)和丹麥奧爾堡大學的「AAOAT-4」衛星[2][3]。
結果
[編輯]2017年12月4日,公布了首批結果。測得等效原理在10的精度內保持正確,將先前的測量值提高了一個數量級 −15[10]。
任務結束
[編輯]顯微鏡號在完成任務目標並耗盡氮燃料後,於2018年10月18日宣布退役。探測器首先進行鈍化處理(去除所有的機載能源),然後展開兩根4.5米(15英尺)的新型脫軌空氣制動系統充氣吊杆,通過形成更高阻力剖面,使航天器被動脫離軌道。通過這種方法,顯微鏡號有望在25年,而非73年內重入地球大氣層。[1][4]。
另請查看
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 MicroSCOPE. eoPortal. European Space Agency. [7 December 2016]. (原始內容存檔於2021-12-23).
- ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Clark, Stephen. Soyuz blasts off with environmental satellite, general relativity probe. Spaceflight Now. 26 April 2016 [7 December 2016]. (原始內容存檔於2021-02-25).
- ^ 3.0 3.1 3.2 Flight VS14 – A successful Arianespace launch with Soyuz, supporting sustainable development, fundamental physics and promoting space careers. Arianespace. 25 April 2016 [7 December 2016]. (原始內容存檔於2021-12-23).
- ^ 4.0 4.1 4.2 Bresson, Pascale; Sart, Raphaël. End of mission for Microscope - CNES's satellite bows out with successful and innovative de-orbiting (新聞稿). CNES. 18 October 2018 [25 March 2019]. (原始內容存檔於2021-12-23).
- ^ MICROSCOPE - Orbit. Heavens-Above. 5 December 2016 [5 December 2016]. (原始內容存檔於2021-12-23).
- ^ T-SAGE Instrument. CNES. 1 July 2016 [7 December 2016]. (原始內容存檔於2021-12-23).
- ^ Attitude and acceleration control. CNES. 29 June 2016 [7 December 2016]. (原始內容存檔於2021-12-23).
- ^ Bauer, Markus. Space Microscope to test universality of freefall. European Space Agency. 26 April 2016 [7 December 2016]. (原始內容存檔於2019-06-16).
- ^ Krebs, Gunter. MICROSCOPE. Gunter's Space Page. 29 April 2016 [7 December 2016]. (原始內容存檔於2016-07-02).
- ^ Touboul, Pierre; et al. MICROSCOPE Mission: First Results of a Space Test of the Equivalence Principle. Physical Review Letters. 8 December 2017, 119 (23). 231101. Bibcode:2017PhRvL.119w1101T. PMID 29286705. arXiv:1712.01176
. doi:10.1103/PhysRevLett.119.231101.
外部連結
[編輯]- MICROSCOPE website at CNES.fr
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