In de duisternis van 2 uur 's nachts op 26 augustus, de lucht boven Cape Canaveral, Florida, verlicht met de heldere pluim van een Minotaurus-raket die opstijgt van zijn lanceerplatform. Aan boord van de raket, een satelliet ontwikkeld door het MIT Lincoln Laboratory voor het Operationeel Responsive Space (ORS) Office van de Amerikaanse luchtmacht wachtte op zijn inzet in een lage baan om de aarde.

Het ORS-5 SensorSat-ruimtevaartuig is op een missie van 3 jaar om continu de geosynchrone gordel te scannen, die op ongeveer 36, 000 kilometer boven de aarde is de thuisbasis van een groot aantal satellieten die onmisbaar zijn voor de nationale economie en veiligheid. Gegevens verzameld door SensorSat zullen de Verenigde Staten helpen de bewegingen van satellieten en ruimtepuin in de gordel in de gaten te houden.

"Er ging niets boven het zien van de enorme Minotaurus IV die onze schepping in een baan om de aarde schoot, en dan die bekende telemetrieberichten krijgen om aan te geven dat het echt daarboven is en net zo werkt als bij thermische vacuümtesten, " zegt Andrew Stimac, de SensorSat-programmamanager en assistent-leider van de Integrated Systems and Concepts Group van het Lincoln Laboratory.

In de maanden dat SensorSat in een baan om de aarde is geweest, het een volledig afrekenproces heeft ondergaan, opende het deksel van zijn optische systeem, en verzamelde de eerste beelden van objecten in de geosynchrone riem. De kwaliteit van de eerste beelden heeft aangetoond dat SensorSat een zeer capabel optisch systeem gebruikt dat in staat is zijn vereiste missie uit te voeren.

De 226-pond SensorSat is klein in vergelijking met de huidige Amerikaanse satellieten die de activiteit in de geosynchrone gordel volgen. De grootte van SensorSat en het ontwerp van het optische systeem, die een kleiner diafragma gebruikt, maak het goedkoper, sneller gebouwde optie voor ruimtebewakingsmissies dan de grote systemen die zijn ontworpen voor missies van 10 jaar of langer.

"SensorSat is in wezen een eenvoudig ontwerp, maar het is een zeer gevoelig instrument dat een tiende van de grootte en een tiende van de kosten van de grote satellieten van vandaag is, " zegt Grant Stokes, hoofd van de afdeling Ruimtesystemen en Technologie van het Lincoln Laboratory, die samenwerkte met de Engineering Division om de satelliet te ontwikkelen en te bouwen.

Traditionele grote bewakingssatellieten zijn ontworpen om gegevens te verzamelen over objecten waarvan bekend is dat ze zich in de geosynchrone gordel bevinden. De optische systemen op die satellieten zijn op cardanische ophangingen gemonteerd, zodat ze hun focus op de beoogde objecten kunnen richten. SensorSat werkt met een ander concept:het vaste optische systeem onderzoekt elk deel van de gordel dat zich binnen het huidige gezichtsveld bevindt terwijl de satelliet in een baan om de aarde draait.

SensorSat maakt elke dag ongeveer 14 rondgangen rond de aarde, het verstrekken van up-to-date overzichten van de activiteit in de geosynchrone band. Stokes vergeleek het bewakingsproces van SensorSat met dat van luchthavenradars die continu ronddraaien om een ​​lokaal luchtruim te visualiseren. Omdat SensorSat niet gericht is op specifieke bekende objecten, een secundair voordeel van het concept van operaties is dat het nieuwe objecten kan zien die een bedreiging vormen voor satellieten binnen de gordel.

De adoptie van SensorSat-achtige systemen die kosteneffectief kunnen worden gebouwd op korte tijdlijnen, zou het ook praktisch kunnen maken voor de Verenigde Staten om vaker nieuwe satellieten in te zetten om gelijke tred te houden met de evoluerende technologie.

De ontwikkeling en het testen van SensorSat werden in slechts drie jaar voltooid, een periode van ongeveer een derde van de tijd die nodig was om grote bewakingssatellieten te ontwikkelen en in de praktijk te brengen. De engineeringinspanning van SensorSat omvatte het ontwerp, fabricage, en testen van de satellietstructuur en het afdekmechanisme, lens optomechanica, telescoopschot, ladinggekoppelde apparaatverpakking, elektrische bekabeling, en thermische controle.

de vergadering, integratie, en testen werden uitgevoerd in de cleanroomfaciliteiten van Lincoln Laboratory en het Engineering Test Laboratory. Volgens Mark Bury, assistent-leider van de Engineering Group voor structurele en thermische vloeistoffen van het laboratorium, de schok, trillingen, houding controle systeem, en thermisch-vacuümtests die werden uitgevoerd, waren van cruciaal belang bij het valideren van SensorSat tegen de verwachte lancering en ruimteomstandigheden die het zou moeten doorstaan.

"Misschien vonden de belangrijkste gebeurtenissen plaats tijdens thermisch-vacuümtesten, Bury zegt. "De satelliet wordt blootgesteld aan omstandigheden die vergelijkbaar zijn met die in een baan om de aarde. en we hebben die test gebruikt om ons thermische ontwerp te valideren. Nog belangrijker, de thermische-vacuümtest stelde ons in staat om een ​​aanzienlijke runtime te krijgen op de avionica en componenten in het ruimtevaartuig, het emuleren van de communicatiecadans en datastromen die we uiteindelijk in een baan om de aarde zouden zien."

Op 7 juli, minder dan twee maanden voor de lancering, SensorSat werd verscheept naar Florida voor installatie op Orbital ATK's Minotaur IV in een grote cleanroom-faciliteit bij Astrotech Space Operations, gelegen net buiten het Kennedy Space Center. Een team van het Lincoln Laboratory voerde de laatste montagestappen uit en bereidde de satelliet voor met de software-uploads die aanvankelijk in een baan om de aarde nodig waren.

Gezamenlijke operaties werden vervolgens uitgevoerd met Orbital ATK om de mechanische en elektrische integratie te voltooien voorafgaand aan inkapseling met de raketstroomlijnkap. Het geïntegreerde samenstel werd vervolgens medio augustus van Astrotech naar het lanceerplatform 46 van Cape Canaveral Air Force Station vervoerd.

SensorZat, die direct boven de evenaar ligt, draait met een helling van nul graden, een oriëntatie die volgens Stokes een zeer nauwkeurige inzet van de satelliet vereiste. De Minotaurus IV, aangepast van een 25 jaar oud luchtmachtraketontwerp en nu beheerd door Orbital ATK, ging de uitdaging aan, met behulp van twee nieuwe raketmotoren om de extra lift te leveren die nodig is om de equatoriale baan te bereiken.

SensorSat draait nu in een baan om de aarde en verzamelt gegevens om zijn ruimtebewakingsmissie te vervullen.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), een populaire site met nieuws over MIT-onderzoek, innovatie en onderwijs.