Proba-3 bereikt nauwkeurig formatievliegen
Voor het eerst werden twee ruimtevaartuigen in een baan om de aarde tot op de millimeter nauwkeurig uitgelijnd en behielden ze hun relatieve positie gedurende enkele uren zonder enige controle vanaf de grond.
De Proba-3-missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie ESA heeft zijn ambitieuze doel bereikt toen zijn twee ruimtevaartuigen, de Coronagraph en de Occulter, in perfecte formatie 150 meter uit elkaar vlogen en een enkel gigantisch ruimtevaartuig simuleerden.
Eerder dit jaar werd de eerste stap van de missie succesvol afgerond. Het operationele team, bestaande uit ingenieurs van ESA en haar nauw samenwerkende industriële partners, kwam samen in het European Space Security and Education Centre van het agentschap in Redu, België.
Met behulp van een set positioneringsinstrumenten waren ze in staat om de twee ruimtevaartuigen in formatie uit te lijnen en ze te volgen terwijl ze autonoom hun relatieve positie behielden.
Nu, na meer finetuning en testen, heeft het team de gewenste precisie bereikt, waardoor Proba-3 's werelds allereerste precisieformatievliegmissie is.
De missie is gebaseerd op verschillende innovatieve technologieën, waarvan vele technologiedemonstraties zijn die zijn ontwikkeld via ESA's General Support Technology Programme (GSTP). "Om iets te doen wat nog nooit eerder is gedaan, moesten we nieuwe technologieën ontwikkelen", zegt Esther Bastida Pertegaz, systeemingenieur bij Proba-3.
"De formatievlucht wordt uitgevoerd wanneer de ruimtevaartuigen zich meer dan 50.000 km boven de aarde bevinden", legt Raphael Rougeot, systeemingenieur van Proba-3, uit.
"Hier is de zwaartekracht van de aarde klein genoeg, zodat er heel weinig drijfgas nodig is om de formatie in stand te houden. Dan wordt de formatie verbroken en moet deze in de volgende baan opnieuw worden verkregen, in een herhaalde cyclus."
Het uiteindelijke doel is dat de twee ruimtevaartuigen op één lijn komen met de zon, zodat de 1,4 m grote schijf die door de Occulter wordt gedragen, een schaduw van 5 cm werpt op het optische instrument op de coronagraaf, waardoor het de zwakke zonnecorona kan bestuderen.
Teodor Bozhanov, ingenieur van het formatievliegsysteem, legt verder uit: "De initiatie van deze zich herhalende formatievliegsequentie wordt uitgevoerd door het grondcontrolecentrum, waarbij het operatieteam positie-informatie verkrijgt om de exacte locatie van de twee satellieten in de ruimte te bepalen. De stuwraketten van de missie worden vervolgens gebruikt om ze dichter bij elkaar te brengen.
"Al de rest gebeurt autonoom. Het ruimtevaartuig meet en controleert hun relatieve positie met behulp van het Visual Based System, dat een groothoekcamera op de Occulter omvat die een set knipperende LED-lampjes op de Coronagraph volgt.
Access the video
"Zodra de satellieten dicht genoeg bij elkaar komen, zorgt een smalhoekcamera die op dezelfde set lichten is vergrendeld, voor een nauwkeurigere positionering."
Raphael beschrijft de laatste stap die nodig was om de precisiekloof te dichten: "Hoewel we voorheen in staat waren om formatievliegen uit te voeren met alleen de op camera's gebaseerde systemen aan boord, misten we nog steeds de gewenste precisie.
"Twee belangrijke prestaties zijn de sleutel geweest tot het ontsluiten ervan. Ten eerste was het de kalibratie van het laserinstrument aan boord en de integratie ervan in de volledige formatie vliegende lus."
"Dit laserinstrument, de Fine Lateral and Longitudinal Sensor (FLLS) genaamd, maakt relatieve positionering tot op de millimeter nauwkeurig", voegt Jorg Versluys, Proba-3 payloads manager, toe. "Het bestaat uit een laserstraal die wordt afgevuurd door het Occulter-ruimtevaartuig en wordt gereflecteerd in de retroreflector van de Coronagraaf terug naar de Occulter, waar het wordt gedetecteerd."
"Het tweede cruciale wapenfeit was het succesvolle gebruik van de schaduwpositiesensor", vervolgt Raphael. "Een algoritme aan boord op basis van de meting van de lichtintensiteit rond de coronagraafopening zorgt ervoor dat het Coronagraph-ruimtevaartuig in de schaduw blijft van het Occulter-ruimtevaartuig."
Esther merkt op: "Door al deze sensoren te combineren, en dankzij de software aan boord die alle ruimtevaartuigsystemen beheert en navigatie-, geleidings- en controlefuncties biedt, is de formatie boven verwachting stabiel."
Damien Galano, projectmanager Proba-3, besluit: "We hebben het over millimetrische nauwkeurigheid in bereik en submillimeter in de zijwaartse positie. We kunnen niet wachten om de voltooiing van de kalibratie van het instrument en het eerste bewerkte beeld van de corona van de zon te zien."
De Proba-3-missie wordt geleid door ESA en samengesteld door een consortium onder leiding van het Spaanse Sener, met deelname van meer dan 29 bedrijven uit 14 landen en met belangrijke bijdragen van GMV en Airbus Defence and Space in Spanje en Redwire Space en Spacebel in België.
Het coronagraafinstrument is afkomstig van het Centre Spatial de Liège (CSL) en de wetenschappelijke gegevens zullen worden verwerkt door de Koninklijke Sterrenwacht van België. De missie werd op 5 december 2024 gelanceerd op een PSLV-XL-draagraket vanuit het Satish Dhawan Space Centre in Sriharikota, India.
Access the video
Deze inhoud is vertaald met behulp van AI. Hoewel we streven naar nauwkeurigheid, kan het zijn dat vertalingen niet alle nuances van de oorspronkelijke tekst bevatten.