RAX-2
आरएएक्स-2 (रेडियो ऑरोरा एक्सप्लोरर 2) एक क्यूबसैट उपग्रह है जिसे एसआरआई इंटरनेशनल और यूनिवर्सिटी ऑफ मिशिगन कॉलेज ऑफ इंजीनियरिंग के छात्रों के बीच सहयोग के रूप में बनाया गया है। आरएएक्स मिशन में यह दूसरा अंतरिक्ष यान है। आरएएक्स-1 मिशन सौर पैनलों के क्रमिक क्षरण के कारण लगभग दो महीने के संचालन के बाद समाप्त हो गया, जिसके परिणामस्वरूप अंततः बिजली की हानि हुई। आर. ए. एक्स. टीम के सदस्यों ने आर. ए. एक्स.-1 से सीखे गए सबक को दूसरी उड़ान इकाई, आर. ए. एक्स.-2 के डिजाइन पर लागू किया, जो बेहतर बस प्रदर्शन और अतिरिक्त परिचालन मोड के साथ आर. ए. एक्स.-1 (नवंबर 2010 में लॉन्च किया गया) की समान मिशन अवधारणा का प्रदर्शन करता है। उच्च शक्ति वाले आयनोस्फेरिक हीटरों के साथ संवादात्मक प्रयोगों के माध्यम से विज्ञान माप को बढ़ाया जाता है जहां मांग पर एफ. ए. आई. उत्पन्न किया जाएगा। आरएएक्स-2 को अक्टूबर 2011 में वैंडेनबर्ग वायु सेना अड्डे से डेल्टा II रॉकेट के ऊपर से प्रक्षेपित किया गया था। अंतरिक्ष यान डिजाइन सौर पैनलों को छोड़कर, आरएएक्स-1 और आरएएक्स-2 के डिजाइन काफी हद तक समान हैं। आरएएक्स-1 और आरएएक्स-2 मानक 3यू क्यूबसैट्स हैं जिनके भौतिक आयाम लगभग 10 सेमी x 10 सेमी x 34 सेमी और अनुमानित द्रव्यमान 3 किलोग्राम है। उपग्रह 3यू क्यूबसैट मानक के अनुरूप हैं कि उन्हें कैल पॉली पी-पीओडी से प्रक्षेपित किया जा सकता है, जो कैल पॉली सैन लुइस ओबिस्पो में इंजीनियरों द्वारा एक विशेष कंटेनर और परिनियोजन तंत्र है जिसे कई प्रक्षेपण प्रदाता अपने प्रक्षेपण वाहनों के लिए माध्यमिक पेलोड के रूप में संलग्न करने में सक्षम हैं। डिजाइन रणनीति आरएएक्स के लिए सामान्य डिजाइन रणनीति विकास के समय और लागत को कम करने के लिए वाणिज्यिक ऑफ-द-शेल्फ (सीओटीएस) घटकों का उपयोग करना था। आर. ए. एक्स. की कई उप प्रणालियों में सहायक इलेक्ट्रॉनिक्स (बिजली, बस संचार, स्विच, आदि) के साथ एक केंद्रीय वाणिज्यिक घटक शामिल है। इसके चारों ओर बनाया गया। हालाँकि, ऐसे कई उदाहरण थे जहाँ उप-प्रणालियों को जमीनी स्तर से तैयार करने की आवश्यकता थी क्योंकि सी. ओ. टी. एस. समाधान मिशन की आवश्यकताओं को पूरा नहीं करते थे। जबकि इन उदाहरणों ने टीम को बहुत समय और धन खर्च किया, लाभ भविष्य के मिशिगन मिशनों के लिए अनुकूलन योग्य प्रणालियों के निर्माण के लिए इन-हाउस विशेषज्ञता का विकास था। विशिष्ट डिजाइन विवरण के लिए कृपया नीचे उपप्रणाली अनुभाग देखें। डिजाइन कार्यान्वयन आर. ए. एक्स. को सात सबसिस्टम, एक पेलोड, कुल 15 सर्किट बोर्ड, 7 माइक्रोप्रोसेसर और दो एफ. पी. जी. ए. में विभाजित किया गया है। सबसिस्टम बोर्ड पीसी-104 मानक के आसपास डिज़ाइन किए गए हैं ताकि प्रत्येक बोर्ड उपग्रह के आधार से पेलोड तक 104-पिन हेडर पर दूसरे में प्लग हो जाए। वहाँ से, अलग-अलग इंटरकनेक्ट इलेक्ट्रॉनिक्स स्टैक से पेलोड रिसीवर तक चलते हैं। एल्यूमीनियम रेल बोर्ड के प्रत्येक कोने से गुजरती हैं, और प्रत्येक बोर्ड को बंद करने के लिए थ्रेडेड स्टैंडऑफ़ ऊपर और नीचे स्थित होते हैं। उपग्रह के चार लंबे किनारे आठ-आठ सौर कोशिकाओं से ढके हुए हैं, जिससे ऊपर और नीचे के पैनल संचार और जी. पी. एस. एंटेना के लिए खुले रहते हैं। आरएएक्स-2 तीन मानक 'क्यूबसैट' मॉड्यूल का एक ढेर है जिसका वजन लगभग 3 किलोग्राम है। उड़ान कंप्यूटर टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स एम. एस. पी. 430-आधारित है जबकि वैज्ञानिक डेटा का प्रसंस्करण 520 मेगाहर्ट्ज पी. एक्स. ए. 270 के साथ किया जाता है। संचार 38.4 kbit/s की डाउनलिंक गति के साथ एक UHF ट्रांससीवर के माध्यम से होते हैं, और वैज्ञानिक डेटा के लिए एक S-बैंड डाउनलिंक जो 115.2 kbit/s डाउनलिंक प्रदान करता है। मिशन का अवलोकन आरएएक्स-2 का प्राथमिक मिशन उद्देश्य हमारे वायुमंडल के उच्चतम क्षेत्र आयनमंडल में बड़े प्लाज्मा संरचनाओं का अध्ययन करना है। ये प्लाज्मा संरचनाएँ, अशांति का एक रूप जिसे क्षेत्र-संरेखित अनियमितताएँ (एफ. ए. आई.) कहा जाता है, संचार और नेविगेशन संकेतों जैसे कि वैश्विक स्थिति प्रणाली (जी. पी. एस.) को विकृत कर सकती हैं। एफ. ए. आई. का अध्ययन करने के लिए, आर. ए. एक्स. मिशन पोकर फ्लैट्स, अलास्का (पी. एफ. आई. एस. आर. के रूप में जाना जाता है) में एक बड़े असंगत स्कैटर रडार का उपयोग करेगा। पी. एफ. आई. एस. आर. शक्तिशाली रेडियो संकेतों को प्लाज्मा अस्थिरताओं में संचारित करेगा जो अंतरिक्ष में बिखरे हुए होंगे। उस समय के दौरान, आर. ए. एक्स. अंतरिक्ष यान ऊपर की ओर परिक्रमा करेगा और एक ऑनबोर्ड रिसीवर के साथ स्कैटर संकेतों को रिकॉर्ड करेगा। इन संकेत रिकॉर्डिंग को एक ऑनबोर्ड कंप्यूटर द्वारा संसाधित किया जाएगा और हमारे ग्राउंड स्टेशनों पर वापस प्रेषित किया जाएगा जहां वैज्ञानिक उनका विश्लेषण करेंगे। इस एक साल के विज्ञान मिशन का लक्ष्य एफ. ए. आई. गठन की हमारी समझ को बढ़ाना है ताकि अल्पकालिक पूर्वानुमान मॉडल तैयार किए जा सकें। यह अंतरिक्ष यान संचालकों को अपेक्षित संचार व्यवधान की अवधि के आसपास अपने मिशन संचालन की योजना बनाने में सहायता करेगा। आर. ए. एक्स.-2 वैज्ञानिक मिशन को जारी रखने के लिए आर. ए. एक्स.-1 विरासत का निर्माण करता है; यह छात्रों के अनुभव से सीखने और नई, अधिक आविष्कारशील प्रौद्योगिकियों को प्रत्यक्ष रूप से लागू करने का प्रतिबिंब है। आरएएक्स-2 को बिजली की विफलता को ठीक करने और नियमित अंतराल पर वैज्ञानिक प्रयोगों को सक्षम करने के लिए विकसित किया गया था। आर. ए. एक्स.-2 को 28 अक्टूबर, 2011 को नासा के एन. पी. पी. (एन. पी. ओ. ई. एस. एस. प्रारंभिक परियोजना) मिशन पर एक द्वितीयक पेलोड के रूप में प्रक्षेपित किया गया था। क्यूबसैट प्रक्षेपण को नासा द्वारा एलाना-3 कार्यक्रम के हिस्से के रूप में प्रायोजित किया गया था। यह मध्य कैलिफोर्निया में वैंडेनबर्ग वायु सेना अड्डे से यूनाइटेड लॉन्च एलायंस डेल्टा II रॉकेट पर 7920-10 विन्यास में उड़ान भरता है। क्यूबसैट का पृथक्करण प्रक्षेपण के 98 मिनट बाद हुआ, और इसके तुरंत बाद आरएएक्स-2 की बत्ती सुनाई दी। यह पांच अन्य क्यूबसैट्स, एम-क्यूबड, ऑबीसैट-1, डी. आई. सी. ई.-1, डी. आई. सी. ई.-2 और एक्सप्लोरर-1 के साथ एक बहु-भुगतान मिशन था। मिशन विज्ञान आर. ए. एक्स. मिशन का उद्देश्य सूक्ष्म भौतिकी को समझना है जो चुंबकीय क्षेत्र-संरेखित प्लाज्मा अनियमितताओं (एफ. ए. आई.) के गठन की ओर ले जाता है, एक विसंगति जो परिक्रमा करने वाले अंतरिक्ष यान के साथ संचार को बाधित करने के लिए जानी जाती है। आर. ए. एक्स. मिशन विशेष रूप से दूरस्थ रूप से मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है, अत्यंत उच्च कोणीय रिज़ॉल्यूशन के साथ, ऊंचाई के एक कार्य के रूप में ~ 1 मीटर पैमाने एफ. ए. आई. का 3-डी. के.-स्पेक्ट्रम (स्थानिक फूरियर परिवर्तन), विशेष रूप से अनियमितताओं के चुंबकीय क्षेत्र संरेखण को मापने के लिए। आर. ए. एक्स. मिशन मौजूदा जमीनी रडारों के एक नेटवर्क का उपयोग करेगा जो आर. ए. एक्स. अंतरिक्ष यान पर एक रिसीवर द्वारा मापा जाने वाले एफ. ए. आई. से संकेतों को बिखेर देगा। अंतरिक्ष यान "रेडियो ऑरोरा", या एफ. ए. आई. से ब्रैग स्कैटरिंग को मापेगा जो जमीन पर एक संकीर्ण बीम असंगत स्कैटर रडार (आई. एस. आर.) के साथ प्रकाशित होते हैं। यह रिमोट सेंसिंग विधि शक्तिशाली गणितीय संबंध पर आधारित है कि रेडियो ऑरोरा की तीव्रता ब्रैग तरंग संख्या पर मूल्यांकन की गई अनियमितता के-स्पेक्ट्रम के समानुपाती है। ग्राउंड-टू-स्पेस बिस्टैटिक रडार प्रयोग के-स्पेक्ट्रम को अत्यधिक हल करता है, जिसका अर्थ है कि प्लाज्मा की संवेदी मात्रा सजातीय है और प्राप्त संकेत में तरंग वैक्टर की शुद्ध सामग्री होती है, जो तरंग वृद्धि और आर्द्रता के सटीक विश्लेषण के लिए महत्वपूर्ण हैं। इसके अलावा, प्रत्येक प्रयोग को संवहन विद्युत क्षेत्र ई. सी. के साथ चिह्नित किया जाएगा, जो अनियमितताओं का एक प्रमुख चालक है, जिसे एक प्रयोग के दौरान आई. एस. आर. द्वारा मापा जाएगा (प्लाज्मा घनत्व और तापमान के ऊंचाई प्रोफाइल के अलावा)। आर. ए. एक्स. मिशन प्रेरक बल और प्रभाव को प्रभावी ढंग से एक साथ मापने के साथ प्लाज्मा की सजातीय रूप से हल की गई मात्रा में प्लाज्मा प्रक्रियाओं की मात्रा निर्धारित करने का एक अनूठा अवसर है। वैज्ञानिक खोजों और मूल प्रयोगात्मक अनुसंधान आरएएक्स-2 ने नैनोसैटेलाइट रडार रिसीवर का उपयोग करके दर्ज प्राकृतिक रूप से होने वाली ऑरोरल अशांति का पहला माप सफलतापूर्वक किया। 8 मार्च को रिकॉर्ड किए गए विशिष्ट रडार प्रतिध्वनियों को रेडियो ऑरोरा एक्सप्लोरर (आरएएक्स) क्यूबसैट के साथ लिया गया था। आर. ए. एक्स. नैनो उपग्रह ने फेयरबैंक्स, अलास्का के ऊपर अशांति को मापा जो पिछले पांच वर्षों में सबसे बड़े सौर ज्वाला से उत्पन्न भू-चुंबकीय तूफान का प्रत्यक्ष परिणाम था। पृथ्वी का उच्च अक्षांश आयनमंडल, सौर-संचालित ऑरोरा या "उत्तरी रोशनी" से जुड़ा ऊपरी वायुमंडल का एक क्षेत्र, भू-चुंबकीय तूफानों के दौरान बड़ी धाराओं के बहने पर अत्यधिक अस्थिर हो जाता है। आर. ए. एक्स. को विशेष रूप से एस. आर. आई. और मिशिगन विश्वविद्यालय द्वारा पारंपरिक भूमि-आधारित रडारों के लिए दुर्गम एक कक्षीय सुविधाजनक बिंदु से इस ऑरोरल अशांति को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया था। नेशनल साइंस फाउंडेशन में डिविजन ऑफ एटमॉस्फेरिक एंड जियोस्पेस साइंसेज में जियोस्पेस प्रोग्राम डायरेक्टर थेरेस मोरेटो जॉर्गेनसन ने कहा, "आरएएक्स रडार इको डिस्कवरी ने साबित कर दिया है कि लघु उपग्रह, शिक्षण उपकरण के रूप में अपनी भूमिका से परे, मौलिक अंतरिक्ष मौसम अनुसंधान के लिए उच्च क्षमता माप प्रदान कर सकते हैं। रेडियो ऑरोरा एक्सप्लोरर संदर्भ छात्र उपग्रह मिशिगन विश्वविद्यालय एस. आर. आई. अंतर्राष्ट्रीय क्यूबसैट्स अंतरिक्ष यान 2011 में डेल्टा II रॉकेट द्वारा प्रक्षेपित अंतरिक्ष यान में प्रक्षेपित किया गया