ALEXIS

Array of Low Energy X-ray Imaging Sensors

Organización: Laboratorio Nacional Los Álamos

Fecha de lanzamiento: 25 de abril de 1993

Aplicación: Observatorio espacial

Masa: 115 Kg

Dimensiones: Diámetro máximo: 0,6 m

Propulsión: Sin Propulsión

Equipo: 2146 retroreflectores “esquina de cubo”

Tipo de órbita: Circular

Inclinación: 69.8 Grados

Período orbital: 99,7 minutos

Periastro: 741 Km

Array of Low Energy X-ray Imaging Sensors ó ALEXIS fue un observatorio espacial de rayos X estadounidense construido por el laboratorio Nacional Los Álamos.

Fue diseñado para cartografiar con alta resolución fuentes de rayos X de baja energía. Durante el lanzamiento uno de los paneles solares se rompió, con lo que se perdió el control de satélite de manera temporal, pero los controladores consiguieron restablecer el contacto con la nave y ponerla en funcionamiento una vez en órbita.

La computadora de a bordo consistía en un procesador 80C86 con una memoria de estado sólido de 100 Mbytes. El observatorio se orientaba en dirección antisolar y giraba a 2 revoluciones por minuto para su estabilización. La precisión del apuntado era de 0,1 grados.

El instrumento principal consistía en un monitor de rayos X de baja energía compuesto por 6 telescopios de incidencia normal ajustados para detectar bandas estrechas de energía a 66, 71 y 93 eV.

ALEXIS fue lanzado el 25 de abril de 1993 en un cohete Pegasus. Tras 12 años en funcionamiento, las condiciones del observatorio espacial estaban degradadas hasta el punto de ser apenas operativo. El 29 de abril de 2005 el satélite dejó de ser rastreado y no ha vuelto a contactarse con él.

Satélite astronomía de rayos x de América. ALEXIS era una pequeña nave espacial construida por el Laboratorio Nacional de Los Alamos (LANL). Su misión era proporcionar mapas de alta resolución de fuentes de rayos X de baja energía astronómicos.

Cuatro paneles solares desplegados de la nave espacial proporcionan 50 vatios de potencia media y pagan cuatro baterías de NiCd. El equipo de comandos utilizada redundantes procesadores 80C86 y tenía una memoria de masa de 100 Mbytes EDAC almacenamiento de estado sólido. Comunicaciones S-Band tuvieron una tasa de enlace descendente de 750 kbps y una tasa de subida de 9,6 kbps. El bus señaló la carga útil en la dirección anti-sol y hace girar a 2 rpm sobre que dom línea. Sun sensores y las extremidades del sensor proporciona los conocimientos actitud de 0,1 grados. La actitud se controla mediante bobinas magnéticas de par. La única estación de tierra instalada en el LANL tenía una antena de 2 m.

La carga útil primaria era un monitor de rayos X ultrasoft que consistía en 6 telescopios de incidencia normal compactos sintonizados en bandas estrechas centradas en 66, 71 y 93 eV.

El 21 de enero de 1997 ALEXIS continuó operando nominalmente, el envío de los resultados de las observaciones del telescopio EUV en cada pase. ALEXIS identificó una serie de estallidos transitorios casi en tiempo real y, a veces era capaz de suministrar este tipo de oportunidades de destino para los operadores del satélite EUVE que contenían instrumentos que eran sensibles a longitudes de onda similares. Durante ocasionales “tiempos calientes” cuando ALEXIS fue iluminado por el sol durante el 100% de su órbita, los telescopios dejaron de operar para evitar el sobrecalentamiento de la nave espacial (normalmente la nave espacial pasó a través de la sombra de la tierra.) Esta anomalía fue probablemente causado por un desgarro en el aislamiento térmico, asociado con el daño panel solar que se produjo durante el lanzamiento. El costo de la nave espacial se informó a ser de aproximadamente $ 17 millones.

Familia: astronomía, órbita terrestre media, de rayos X satélite astronómico País:. EE.UU. . Vehículos de lanzamiento: Pegasus. Sitios de lanzamiento: Punto Arguello WADZ. Agencia: AeroAstro.

Estatuto de la misión S / C:

• La nave, lanzada en abril de 1993, operado por casi 12 años antes de ser dado de baja el 29 de abril de 2005. La vida útil de un año se ha superado con mucho, (Ref. 2) . ^{7) 8) 9)}
• En agosto de 2003, el satélite ALEXIS había completado con éxito su 10º año de operaciones científicas en órbita. ¹⁰⁾
• Hasta 1999 la misión ALEXIS estaba operando nominalmente, que superó todas las expectativas, a pesar de que el incidente de lanzamiento grave con la matriz de paneles solares. Un sistema de software completamente nuevo (en el suelo) estaba en su lugar para el cálculo de S / C actitud, fundamental para el funcionamiento a bordo de los telescopios de rayos-X. Más del 80 Gbytes de datos de la misión de haber sido recibido hasta el momento. ^{11) 12) 13) 14)}
• Fallos de memoria RAM de doble puerta en el otoño de 1999 han dado lugar a los datos sólo están disponibles a partir de pares de telescopios # 1 y # 2 y del experimento Barbanegra. calidad de los datos de los telescopios ha sido degradante máxima como la solar acercado debido al aumento de los fondos de partículas.
• En abril de 1998, la nave espacial ALEXIS marcó su 5 ^º año en órbita. Una clave para la durabilidad ALEXIS ‘ha sido el diseño de bus innovadora, de baja potencia proporcionada por AeroAstro y las innovaciones de la compañía en el sistema de telemetría, lo que hizo ALEXIS una nave espacial más simple de operar. ¹⁵⁾
• A finales de julio de 1993, las operaciones de satélites había restablecido el pleno a través de la implementación de nuevos procedimientos para el control de actitud. Las operaciones científicas con los dos experimentos a bordo comenzaron en ese momento.
• ALEXIS tuvo un comienzo incierto. Uno de los paneles solares del satélite liberó de su fijación bisagra durante el lanzamiento; un análisis posterior mostró la bisagra probablemente había sufrido daños durante las pruebas en tierra, y las vibraciones de lanzamiento fueron la última gota. Sólo los cables eléctricos y un cable de guía mantienen el panel adjunto. Como resultado de los paneles solares dañados, la nave espacial se contrajo cierta oscilación -que reduce la información actitud precisa. ¹⁶⁾

Complemento del sensor: (Alexis, Barbanegra)

La carga útil ALEXIS consiste en un conjunto de telescopios de rayos X ultrasuave y un VHF de alta velocidad receptor / digitalizador con el nombre de Barbanegra.

ALEXIS (matriz de Low rayos X de energía sensores de imagen):

El instrumento tiene el mismo nombre que el S / C. El sistema de telescopios ALEXIS se compone de una unidad DPU (Procesamiento de datos que proporciona la conmutación y condicionado energía de baja tensión y alta tensión para los telescopios de ALEXIS, decodificación de comandos, distribución y todo el procesamiento de datos a bordo, FEE (Front End Electronics) que surte el efecto digitalización de pulso y transformación primaria, y los telescopios que contienen espejos, filtros y detectores de placa de microcanales.

Alexis es un instrumento orientado hacia el exterior para la detección de señales astrofísicas. El instrumento es un monitor de rayos X ultrasuave, que consta de seis telescopios de incidencia normal compactos sintonizados para acotar bandas centradas en 66, 71 y 93 eV. Los 66 y 71 eV anchos de banda se centran en un conjunto de líneas de emisión de Fe IX-XII. La banda 93 eV, aunque está diseñado como un canal continuo, incluye características de la línea de Fe XXIII 10 ⁷ K plasma.

Los seis ALEXIS EUV (telescopios ultravioleta extremo) están dispuestos en pares que cubren tres superposiciones de 33º FOV. Durante cada 45 segundos giro de la S / C, ALEXIS supervisa todo el hemisferio antisolar. Cada telescopio consiste en un espejo esférico con un Mo-Si capas microestructura sintético (LSM) o revestimiento de múltiples capas, un detector de placa de perfil microcanal curvado situado en foco primario del telescopio, un filtro UV fondo-rechazo, de electrones rechazar imanes en la abertura de telescopio, y la electrónica de procesamiento de imagen de lectura.

Figura : Vista transversal de un telescopio ALEXIS (Crédito de la imagen:. LANL, Ref 14)

El recinto de concentración geométrica de cada telescopio es de aproximadamente 25 ^cm2, con una resolución esférica aberración limitante a aproximadamente 0,25º s. La resolución de cada telescopio se limita a aproximadamente 0,5º diámetro. Los detectores de ALEXIS son de doble placa, frente curvo enfrentado, placas de microcanales (MCP) se combina con cuña y tiras resistente ánodos. Los dos MCP, de 46 mm de diámetro, son detectores de imágenes de fotones individuales, cada uno con 12,5 micras de diámetro canales.

Figura 6: detector de MCP curvada de instrumento ALEXIS (Crédito de la imagen: LANL)

La masa del instrumento ALEXIS es de 45 kg, potencia = 45 W; la velocidad de datos media es de 10 kbit / s de datos de eventos. Posición y hora de llegada se registran para cada evento (fotón detectado, etc.). Los objetivos de medición:. Cartografiar el fondo difuso en tres bandas, la realización de una encuesta de banda estrecha de las fuentes puntuales, en busca de fenómenos transitorios, y la vigilancia de las fuentes de rayos X ultrasoft variables ^{17) 18)}

Barbanegra:

Esta carga está diseñada para hacer observaciones de frecuencia de radio en la banda de VHF. Está formado principalmente por dos antenas monopolo seleccionables, un receptor de banda seleccionable, y una banda ancha (150 MS / s) digitalizador. Otros componentes de la carga útil incluyen canales de banda estrecha, un circuito de disparo de banda ancha, y dos conjuntos de fotodiodos simples.

El instrumento analiza las señales emitidas cerca de la Tierra. Blackbeard es un experimento de frecuencia de radio (RF) con el objetivo de estudiar distorsión y la interferencia efectos sobre las señales de VHF transionospheric transitorios, tales como la iluminación y los pulsos artificiales. El instrumento detecta perturbaciones en la ionosfera; se puede hacer una distinción entre las distorsiones resultantes de trayectos múltiples perturbaciones coherentes a gran escala y de las perturbaciones aleatorias en pequeña escala a la ionosfera. Los experimentos específicos de Blackbeard incluyen:

– Mediciones de VHF de banda ancha de señales transitorias procedentes de un faro de tierra controlada por impulsos, para caracterizar la distorsión ionosférica de banda ancha.

– Mediciones de banda estrecha en ondas métricas de CW-señales de baliza de una matriz de tierra interferometría multichord, para caracterizar la estructura de la ionosfera que contribuye a la distorsión de transmisión.

– Topografía sobres de energía de un rayo y la interferencia hecha por el hombre en las bandas de VHF seleccionables, para los propósitos de fondo de rechazo.

Barbanegra operación consiste en la digitalización de 150 MHz a bordo durante 0,1 s en un modo de recepción de banda ancha; o 50 kHz para la digitalización de 320 s en un modo de recepción de banda estrecha; o 120 kHz digitalización efectiva durante 130 s en un modo de levantamiento de potencia-sobre. – El modo de banda ancha tiene anchos de banda seleccionables hasta 65 MHz dentro de los intervalos 25 a 100 MHz y 100-175 MHz, con un máximo de 30 dB SNR. El modo de banda estrecha tiene ocho bandas seleccionables 4 kHz entre 32 y 36 MHz, con un máximo 40 dB SNR y resolución Doppler 0,1 Hz. la operación de modo mixto está disponible en el que se recogen los datos de banda estrecha y banda ancha para permitir la distorsión de RF correlacionada y análisis de la estructura de la ionosfera.

El instrumento Barbanegra observado explosiones de radio extraños llamados tips sobre el tema (pares de impulsos Trans-ionosféricos). Estas señales extrañas son las más intensas fuentes de radio de la Tierra que pueden ser mucho más fuerte que un rayo típico. A continuación, en 1996, los investigadores informaron de LANL las primeras observaciones simultáneas de Barbanegra y múltiples mediciones de estaciones en tierra de tips sobre el tema. La nueva evidencia sugiere que tipps provienen de tormentas eléctricas y probablemente comprenden un evento atmosférico y sus reflexiones fuera de la Tierra. ^{19) 20) 21)}