ASTERIA

ASTERIA — это продолжение первоначальной версии ExoplanetSat, 3U кубического спутника от Массачусетского технологического института (MIT) и лаборатории Дрейпера. Проект ASTERIA является совместной работой с MIT и финансируется в JPL (Jet Propulsion Laboratory) через программу Phaeton для обучения молодых сотрудников. JPL отвечало за общее управление проектом, системную инженерию, определение и управление ориентацией, программное обеспечение полёта, реализацию космического аппарата, интеграцию и испытания, а также операции миссии^[2]. Целевая миссия длилась 90 дней, после чего была продлена до потери связи со спутником.

• Главный исследователь (консультант): Сара Сигер (MIT).
• Менеджеры программы: Лоррейн Феск (продлённая миссия III), Сара Гавит (основные и продлённые миссии I—II).
• Менеджеры проекта: Лоррейн Феск (продлённая миссия III), Аманда Доннер (основные и продлённые миссии I—II), Мэттью У. Смит (основная миссия: технологический демонстратор), Джоэл Крайевски (основная миссия: проверка), Мэри Уайт (разработка космического аппарата).
• Менеджеры миссии: Кайл Хьюз (продлённая миссия III), Аманда Доннер (основные и продлённые миссии I—II), Мэттью У. Смит (основная миссия)^[3].

ASTERIA была запущена на Международную космическую станцию (МКС) с помощью ракеты SpaceX Falcon-9 в рамках коммерческой миссии по обеспечению ресурсами SpaceX CRS-12 14 августа 2017 года. Аппарат был выведен на низкую околоземную орбиту с Международной космической станции 20 ноября 2017 года для начала 90-дневной миссии. К февралю 2018 года ASTERIA выполнила основные требования миссии, продемонстрировав устойчивость наведения выше 0,5 угловой секунды RMS за 20 минут и повторяемость наведения 1 миллиардной угловой секунды RMS от орбиты к орбите. Миссия также продемонстрировала термическую стабильность +/-0,01 K, измеренную в одной точке на фокусной плоскости.

Стартовая масса аппарата составила 12 кг, размеры — 10 см × 20 см × 30 см. Внешний вид ASTERIA представляет собой компактную и удобно собранную конструкцию, покрытую солнечными панелями на некоторых поверхностях для генерации электроэнергии. Для контроля ориентации спутника ASTERIA использует инерциальные измерительные блоки, магнитометры и гироскопы, с помощью которых рассчитываются и управляются угловые скорости и углы ориентации. Точная ориентация в пространстве необходима для корректного выполнения научных наблюдений. Среди основных инструментов научной аппаратуры спутника ASTERIA можно выделить телескоп, используемый для наблюдения звёзд и экзопланет, а также датчики для измерения светимости звёзд и поиска планет в их окрестностях. Кроме того, спутник оборудован средствами обработки и передачи данных для анализа и передачи научных результатов на Землю. Для установления связи с Землёй и передачи данных спутник ASTERIA использует радиосвязь на определённых частотах и протоколах. Данные, собранные научными инструментами, передаются на земные станции для анализа учёными и инженерами. Система связи также позволяет управлять спутником и мониторить его состояние в реальном времени.

Возможности ASTERIA позволили проводить точную фотометрию на возможностной основе для изучения звёздной активности, транзитных экзопланет и других астрофизических явлений. Технологическими целями миссии было достижение «ошибки в линии зрения на уровне арко-секунды и очень стабильного контроля температуры фокальной плоскости для точной фотометрии» как способа обнаружения транзитных экзопланет. Устойчивость позиционирования была продемонстрирована в течение 20-минутных наблюдений. Повторяемость позиционирования определялась по крайней мере после пяти наблюдений в течение восьми или более дней, при этом целевая звезда возвращалась в то же положение на фокальной плоскости путём корректировки ориентации спутника и положения фокальной плоскости.

После выполнения основных целей миссии ASTERIA, её работу продлевали ещё три раза до потери связи. Последняя телеметрия с потерянного спутника была получена 5 декабря 2019 года^[4]. Операторы миссии продолжали попытки связи с космическим аппаратом до конца февраля 2020 года, после чего миссия была объявлена завершённой. В течение продлений аппарат использовался как платформа в космосе для тестирования различных возможностей, направленных на автономность CubeSat, часть из которых основана на программных продуктах искусственного интеллекта. ASTERIA также проводила опорные наблюдения Земли, Весты, Урана и других космических аппаратов на геосинхронной орбите.

• ASTERIA успешно продемонстрировала возможность миниатюризации и автоматизации технологий для обнаружения экзопланет с использованием метода транзитов^[5].
• Миссия достигла цели по точной фотометрии и контролю температуры фокальной плоскости на уровне арко-секунды.
• Результаты миссии помогли улучшить понимание звёздной активности и процессов, происходящих вокруг звёзд, а также в поиске и изучении экзопланет^[6].
• ASTERIA предоставила ценные данные и информацию для разработки и усовершенствования будущих космических телескопов и миссий.
• Миссия также проложила путь для использования флотилии недорогих космических телескопов для более широкого обследования космоса и изучения ярких звёзд на орбите.

ASTERIA успешно провела ряд экспериментов и передала ценные данные на Землю, что подтвердило её способность к выполнению научных задач. Однако после выполнения основной цели миссии и нескольких продлений коммуникация с аппаратом была потеряна, и проект был завершён. В целом, миссия ASTERIA принесла ценные научные результаты и важный вклад в развитие технологий космической астрономии^[7]. Кроме того, проект подтвердил потенциал использования миниатюрных космических аппаратов для проведения сложных астрономических исследований из космоса.