Sven Grahn
Astrid-2 var Sveriges andra mikrosatellit för rymdforskning och utvecklades av Rymdbolagets division för rymdsystem i Solna. Satelliten sändes upp som en extrapassagerare ombord på en Kosmos-3M-raket som startade från Plesetsk norr om Moskva kl 1157:07 UT den 10 december 1998. Satelliten placerades i en bana på 968-1014 km:s höjd och med en vinkel mot ekvatorsplanet på 83°. Astrid-2 fick den internationella beteckningen 1998-72B och det amerikanska luftförsvarets katalognummer 25568.
Datamottagning och styrning av satelliten skedde från en markstation vid Rymdbolagets anläggning i Solna. Den 24 juli 1999 avbröts kontakten med satelliten när kommandomottagaren ombord upphörde att fungera. Under satellitens 7,5 månader i drift i rymden levererade Astrid-2 stora mängder forskningsdata till forskarna. Det vetenskapliga uppdraget var att göra högupplösta mätningar av E- och B-fältet i norrskenszonen, elektrontäthetsmätningar och fördelningsfunktioner för elektroner och joner, avbildning av norrskenet i ultraviolett ljus och mätning av hur atmosfären absorberar ultraviolett solljus. Satelliten var spinnstabiliserad med spinnaxeln pekande mot solen. Astrid-2 väger ungefär 30 kg och forskningsinstrumenten väger ungefär 9 kg. Satellitens mått, med utfällda solpaneler är 1700 x 1100 x 300 mm. Datahastigheten från satelliten var 128 kbit/s.
|
|
|
Astrid-2 - viktigaste data | |
| Internationell beteckning | 1998-72 B |
| Katalognummer | 25568 i amerikanska luftförsvarets förteckning |
| Start | 10 december 1998 kl 1157:07 UT från Plesetsk, Ryssland. Startplats 132. |
| Bärraket | Kosmos-3M tillsammans med satelliten Nadezhda 5. |
| Massa | 30 kg |
| Begynnelsebana | 968-1014 km, 82,9o vinkel mot ekvatorsplanet. 105,0 minuters omloppstid. |
| Verklig livslängd | 226 dagar fram till den 24 juli 1999 |
| Mått | Lådformig: 0,30 m hög 1,7 x 1,1 m med utfällda solpaneler. |
| Kraftsystem | Solpaneler med kiselceller kunde lämna upp
till 90 watts effekt. Ni-Cd-batteriet hade 1,6 Ah kapacitet. Elnätet ombord arbetade på 28 V likspänning. |
| Satellitens orientering | Satellitens roterade kring sin axel med 10
varv per minut och axeln pekade mot solen. Inriktningen av rotationsaxeln styrdes med elektromagneter. En annan elektromagnet användes för att ändra rotationshastigheten. Båda elektromagneterna växelverkade med jordens magnetfält. |
| Dataöverföring |
En 5 watts sändare på 2208,1629 MHz överförde data med 128 kbps. |
| Kommandolänk | Kommandon från marken sändes med 100 W ERP på 2033,35 MHz med 4,8 kbps. |
| Markstation | SOLNA - Solna Strandväg 86.
(59,354504° N. 17,970194° E). Banelementen tog vi från US Space Commands Two-Line Orbital Elements (TLE) på Internet. |
EMMA (Electrical and Magnetic field Monitoring of
the Aurora) var ett instrument för att mäta både elektriska och
magnetiska fält. EMMA bestod av tre delar:
EMMA:s systemenehet, EMMA:s
E-fältsdel och EMMA:s B-fältsdel. Systemenheten styrde experimentenheterna, buffrade forsknings- och "hälso"-data och
kommunicerade med satellitens datasystem (systemenheten ASU-2). Data kunde buffras under flera
varv runt jorden och sändas ned till marken vid en passage över en
markstation. EMMA:s systemenhet styrde också experimentet LINDA (Langmuir INterferometer and Density experiment for Astrid-2). EMMA
utvecklades av rymdplasmafysikgruppen vid Kungliga Tekniska Högskolan i
Stockholm.
För att mäta det elektriska fältet i rymdens plasma behövde man rulla ut tunna kablar med elektroder i spetsen. Dessa kablar, som kallas trådbommar, hölls utsträckta genom att satelliten snurrar och centrifugalkraften sträcker de tunna kablarna. Problemet var bara att de existerande mekanismerna för att rulla ut sådana trådbommar var alldeles för stora och tunga för lilla Astrid-2, som ju inte var stort mycket större än Astrid-1. Rymdbolaget och forskarna på KTH Plasmafysik vände och vred på detta problem men professor Göran Marklund och hans kollegor på KTH hittade på ett intressant grepp. De utlyste en pristävling bland teknologerna om en lösning på trådbomsproblemet och vinnaren skulle få en summa pengar och dessutom få bygga en prototyp av det vinnande förslaget som examensarbete.
Det
var Hans Hellman som vann tävlingen med ett mycket originellt förslag (se nedan
t.v.) där de fyra trådbommarnas kablar lindades runt hela satellitkroppen och
matades ut med hjälp av små ”kabelförare” monterade på ett gummibälte runt
satelliten som drevs av en elektrisk motor i en av satellitens hörnstolpar. Hans
Hellman berättade tio år senare att hörnstolparna var överblivet material från
hans skridskosegelbygge föregående vinter! Bomsystemet tog i alla fall mycket
liten plats trots att fyra 3,35 meter långa kablar var upplindade runt
satelliten. Hans Hellmans konstruktion var så lyckad att vi bestämde oss för att
den skulle användas på Astrid-2. Hans arbetar numera (2012) på SSC
(Rymdbolaget).
Läs Hans Hellmans exjobbsrapport
här
.
|
|
|
LINDA (Langmuir INterferometer and Density experiment for Astrid-2) bestod av två sfäriska sonder med 10 mm diameter monterde på två lätta bommar (0,61 m långa) monterade på den yttersta spetsen av de utfällbara solpanelerna. Avståndet mellan sonderna blev då 2,9 meter. Det vetenskapliga syftet var att mäta finstrukuren hos plasmaoregelbundenheter ned till en skala på 1 meter och, genom att använda två sonder, skilja på rums- och tidsvariationer. En hög avsökningshastihet (32000 mätningar per sekund) möjliggjorde detta. Mätstorheterna var plasmatätheten från sondströmmen och de relatibva täthetsvafriationer afrån sondströmmens variation. LINDA utveckladees av Institutet för Rymdfysik i Uppsala.
MEDUSA (Miniaturized Electrostatic DUal-tophat Spherical Analyzer) var en kombinerad elektron- och jonspektrometer. Instrumentet var en gemensam ansträngning mellan Southwest Research Institute i San Antonio, Texas , och Institutet för Rymdfysik i Kiruna. Elektroner och joner med energier upp till 18 keV/q kunde mätas samtidigt med en upplösning av 16 energisvep per sekund för elektroner och 8 per sekund för joner. Partiklar mägtes i 16 sektorer i ett plan vinkelrätt mot satellitens spinnaxel. MEDUSA innehöll en CPU förstyrning av instrumentet och för datakompression. Instrumentet vägde 1,5 kg, förbrukade 5,3 W elektrisk effekt (inklusive PIA-fotometrarna) och sände data (inklusive PIA-data) med farten 32 kbits/s of data.
|
|
PIA (Photometers for Imaging the Aurora) bestod av två fotometrar (PIA-1/2) för att avbilda norrskenet med hjälp av satellitens rotation som tillhandahåller en "skannande" funktiion. Fotometern (PIA-3) var riktad mot solen var avsedd för mätningar av atmosfärens absorption. PIA utvecklades gemensamt av Max-Planck-Institut für Aeronomie, i Lindau och Institutet för Rymdfysik i Kiruna. PIA-1 och PIA-2 hade vardera fyra "pixlar" och en brännvidd på 250 mm. PIA-3 betraktade solens Lyman-alfa-linje (121 nm) via en diffus reflektor. Fotometrarna skickade data 256 gånger per sekund och alla tre fotometrarna vägde blott 0.6 kg.
PIA-3 överst. PIA-1
och -2 längst ned.
|
|
Astrid-2:s systemenhet (ASU-2) tillhandahöll elektroniska funktioner för
satelitplattformen som telemetri (TM), telekommando (TC), krafteglering och distribution etc. Enheten bestod av fem kretskort med
följande funktioner:
Mottagning och tolkning av kommandon,
generering av telemetriformatet och gränsnnittet till radiosystemet. Processorns minne skyddades
med felrättningsfunktioner i hårdvara. Processorn (Motorola 68302,
klockfrekvens 16 MHz) kommunicerade med telemetrin
genom ett tvåportsminne. Instrumenten kommunicerade med processorn
via serelänkar av typen RS422 links och den s.k. "SSC-koden".
Synkron telemetri eller pakettelemetri eller en blandning av dessa kunde
skapas genom programvarustyrning. Nedlänksdataströmmen kodades differentiellt
och med faltningskod.
Samlar in
platformdata: temperaturer, spänningar, strömmar och data från plattformsapparater.
Bitsynkronisering för upplänken. Avkodare i hårdvara för "reset"-kommando från
marken. Electronik för plattformsmagnetometern. Kvantisering av de
analoga signalerna: 12 bitar.
Nedlänken arbetade på 2208,1629 MHz med faltningskodad BPSK vid datatakten 128 kbit/s. Sändaren tillverkades av AeroAstro i USA. Antennerna för sändaren var av "patch"-typ och mätte 60x50 mm. De tillverkades av FFV Aerotech AB i Arboga.
Upplänken arbetade på 2033,35 MHz och datahastigheten var 4,8 kbit/s och signalen var frekvensskiftnycklad (FSK). Mottagaren tillverkades också av AeroAstro. Antennerna för upplänken hade måtten 65x50mm och levererades också av FFV Aerotech AB.
|
|
|
|
|
|
Solpanelerna
tillverkades av Satellite Power Corporation i USA och använder kiselceller av typen BSF/R med elektriskt ledande täckglas. Cellstorleken är 20.6 x 52.7 mm. Satelliten hade sex paneler med 83 celler vardera. Panelerna har måtten 288 x 388 mm och är uppbyggna på 10 mm tjocka honungskakepaneler med täckskikt och honungskaka av aluminium. Den totala maximala effekten från panelerna var 90 W vid 40 Volt och 28ºC.Solpanelsträngarnas spänningar reglerades individuellt och kopplar via dioder till elnätet ombord. Både ström och spänning från solpanelsträngarna mättes individuellt för varje sträng. Laddningsströmbrytare anslöt upp till fyra av sex paneler till batteriet i stället för elnätet - allt beroende på hur mycket effekt elnätet kan avvara.
Satelliten var spinnstabiliserad men när den lämnade huvudsatelliten tumlade den långsamt. En detektor kände av närvaron av solljus och utlöst avfyringen av spinnraketmotorn när solen belyste solpanelerna. Om ingen sådan signal erhölls skulle spinnraketen avfyras efter en förutbestämd tid. Efter det att satelliten spunnits upp, solpanelerna fällts ut användes de elektromagnetiska spolarn för att vrida spinnaxeln nära solriktningen. Styrningen kunde göras antingen med hjälpa v kommandon till ström och strömriktning i spolarna som skapades på marken eller genom en ombordalgoritm som använde solsensor och magnetometersignaler. Algoritmen kallade vi SUNSEEKER och är mitt eget bidrag till projektet som provades redan på Astrid-1. En beskrivning av algoritmen återfinns här . Spinnhastigheten kunde regleras med en elektromagnet från marken eller via en automatisk funktion ombord.
Reservexemplaret av sonsensorn på Astrid-2.
Reservexemplaret av nutationsdämparen till Astrid-2. Fylld med kvicksilver!
Satellitens temperatur styrdes genom att topp- och bottenplattformen täcktes med 15-lagrig månglagersfilt (Multi-Layer Insulation, MLI). Satellitens sidor täcktes av en enkellagrig svart folie. Batterier, radiosystem och värmare för kompensation av för låga temperaturer monterades på systemenhet.
Separationssystemet utvecklades usprungligen av av Rymdbolaget för användning på en sondraket i MASER-programmet där man släppte iväg en friflygande modul. Systemet modifierades en smula och användes sedan på mikrosatelliten Astrid-1. Samma grundkonstruktion användes också för Astrid-2. Satelliten hålls på plats av tre krokar monterade på bärraketsidan. Krokarna hålls i nedhållet läge av en stålvajer som löper runt runt krokarnas skänkel. En fjäder vid varje krok knuffade loss satelliten från bärraketen när vajern klipptes itu av en pyroteknisk kniv. De tre fjädrarna var inte helt identiska utan gav satelliten en svagt tumlande rörelse. IRF utvecklade senare en mindre variant av detta system som användes på Munin-satelliten.
|
|
|
Separationssytemet monterades faktiskt ovanpå den ryska huvudsatelliten, Nadezhda, en satellit för att spåra nödsändare på flygplan och båtar. Skissen nedan till vänster visar hur separationssystemet fästes på en ring som monterades på Nadezhda. Den lilla lådan till vänster representerar en liten satellit som aldrig var med på uppskjutningen.
|
|
|
Under våren
1996 började satellitens skrov byggas och i september gjordes vibrationsprovet
som fick göras om. Några gängade bussningar som limmats in i de
?honungskakepaneler? som skrovet består av fick bytas och provet göras om. En
honungskakepanel består av tunn aluminiumfolie veckad som honungskakecel-ler.
Ovanpå och under denna tio mm höga honungskaka limmas 0,1 mm tjock
aluminiumplåt. Hela paketet blir extremt styvt och hållbart. Gängade bussningar
som används för att skruva fast apparater på panelen limmas i uppborrade hål i
panelen. Vid den här tidpunkten trodde vi fortfarande på uppskjutning under
mitten av 1997.
Elektroniken byggdes också
färdig under hös-ten 1996. Vi hade nu bytt dator ombord och använde en
mikroprocessor som användes i Odin för intern kommunikation i satelliten. Vi
övergav nu den datorarkitektur som Bengt Holmqvist och Gudmund Johansson skapade
för Freja och som användes i Astrid-1 och Odin. I december 1996 genomfördes
rymdsimuleringsprovet med Astrid-2 i rymdsimulatorkammaren hos Institutet för
Rymdfysik i Kiruna. Kammaren pumpades ned till vakuum och starka Xenonlampor
simulerade solen. Väggarna kyldes med flytande kväve för att efterlikna den
kalla rymden. Under vårvintern 1997 gjordes elmiljöprov (för att ta reda på om
satelliten störde sig själv) och samkörning med markstationen.
|
|
|
|
|
|
|
I bilden till höger håller Staffan Persson i bommen som håller
stjärnkamera och "... Det
är Astrid-2 flight [model] som är ute vid
magnetkalibreringsanläggningen på Lovön. |
 |
Här nedan finns en videodokumentär (med engelsk speaker) som Rymdbolaget lät producera 1997. Den beskriver projektet och provningen mycket bra.
Arbetslaget
kring Astrid-2, rymdbolagarna Staffan Persson (projektledare), Mikael Björk-lund
och Jimmy Thorstenson samt ingenjörerna Göran Olsson och Sverker Christenson
från forskargruppen på KTH, stack iväg till Ryssland när vintermörkret sänkte
sig över Sverige. In i det sista gjorde man prov i Solna med satelliten och
under ett prov med satellitens stjärnkamera bar sig omborddatorn konstigt åt.
Satelliten var uppställd på taket på Rymdbolagets hus i Solna och det var sex
grader kallt ute. Satelliten tog inte emot kommandon korrekt.Men det fanns ingen
tid att felsöka hemma i Sverige utan planen var att se om felet kom tillbaka
vid startplatsen i Ryssland och i så fall genomföra felsökning där. Det hela
kunde vara ett tillfälligt fel som förorsakades av något felaktigt
handhavande.
Man kom fram till
Plesetsk den 1 december efter en 17 timmar lång tågresa på 80 mil. Man började
direkt försöka provocera fram problemet som uppkommit i Solna. Eftersom
problemet uppträtt i Solna vid mycket låg temperatur så beslöt man i Plesetsk
att stänga av värmen i den lokal där Astrid-2 provades och se vad som hände. Och
– mycket riktigt – pro-blemet kom tillbaka. Det var den 3 december och nu
började ett nervpirrande drama och en kamp emot klockan.
|
|
|
|
|
|
Att sända upp eller att inte sända upp – det var frågan! De vetenskapliga ledarna för projektet, professorerna Rickard Lundin vid Institutet för Rymdfysik i Kiruna och Göran Marklund vid KTH:s Plasmafysikinstitution var tveksamma till att skicka upp satelliten. De frågade sig: borde man inte ta hem satelliten och grundligt utvärdera problemet och prova satelliten? Det var lätt att förstå deras oro – det var långt mellan tillfällena att få upp instrument i rymden och man ville inte ta några risker. Motargumentet från bl.a. min sida var att vi hade fått kämpa hårt för att få plats på denna uppskjutning och det var osäkert när nästa tillfälle erbjöds – det kunde dröja flera år. Den 7 december hade vi en telefonkonferens under ordförandeskap av Rymdstyrelsens nytillträdde generaldirektör Per Tegnér. I telefonmötet ingick Stockholm, Plesetsk och Kiruna. Det som avgjorde frågan, tror jag, var den fullständigt enhälliga rekommendationen från personalen i Plesetsk att sända upp satelliten några dagar senare. Det var framför allt när KTH:s egna ingenjörer på plats i Plesetsk – Göran Olsson och Sverker Christenson helhjärtat ställde sig bakom omedelbar uppskjutning som Per Tegnér bestämde sig – vi kör vidare. Han lyckades få de tveksamma professorerna med på beslutet och lova att inte sticka kniven i ryggen på honom om det ändå gick illa – en uppvisning i sammanträdesteknik!
Här finns ytterligare bildmaterial från kampanjen i Plesetsk:
De flesta bilderna har tagits av Rymdbolagets personal som deltog i uppskjutningen av Astrid-2 - Staffan Persson (projektledare), Mikael Björklund (projektingenjör), and Jimmy Thorstensson (projektingenjör). Andra bilder togs av Göran Olsson and Sverker Christenson från rymdplasmagruppen vid Alfvénlaboratoriet inom Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm.
Den 8
december, mitt på dagen, levererades Astrid-2 till ryssarna för att monteras
ovanpå den ryska satelliten Nadezhda! Det var 48 timmar kvar till den planerade
uppskjutningen. Jag har svårt att minnas de återstående dagarna eller var jag
var när starten gick. Projektledaren, Staffan Persson, hade hunnit tillbaka från
Plesetsk när skottet gick precis som planerat torsdagen den 10 december kl.
12.57.07 svensk tid. Astrid-2 placerades i en helt korrekt bana. Den här gången
lät man Astrid-2 sitta kvar på Nadezhda ungefär två timmar längre än Astrid-1,
vilket vi inte fick reda på förrän några dagar före start.
De två första varven
runt jorden för Astrid-2. (Bild: S
Grahn)
Det tog tre timmar och tjugoåtta minuter innan det var dags
för Astrid-2 att lösgöras och flyga på egen hand i rymden. Ögonblicket då
satelliten släpptes fri hade valts med viss omsorg. Kl. 16.25 svensk tid då
förtöjningarna kapades var satelliten 23º över horisonten vid markstationen i
Solna. I kontrollrummet på plan 2 – souterrängvåningen i Rymdbolagets hus i
Solna – tog vi emot signaler, men de var rätt dåliga.
Vi hade ingen aning om
satellitens inriktning och utgick från att fel antenn på satelliten var
inkopplad. På nästa passage lyckades det att sända ett kommando som fick
Astrid-2 att byta till sina antenner på andra sidan och genast blev
signalstyrkan utmärkt. Nu började de be-stämma satellitens inriktning och det
visade sig att satellitens rotationsaxel pekade 90º från riktningen till solen.
Innan man kunde fälla ut solpanelerna måste satelliten vridas in mot solen med
magnetspolarna. Satellitens spinnaxel vreds cirka 70º för att spinnaxeln skulle
peka mot solen och måndagen den 14 december fälldes solpanelerna ut.
Därefter vidtog arbetet med att öka satellitens rotationshastighet från drygt tio varv per minut till de trettio varv per minut som krävdes för att rulla ut de trådbommar som bär mät-sonderna för elektriska fältstyrkemätningar i rymdens plasma. Det visade sig att den elekt-riska styrkretsen för den magnetspole som används för att ändra rotationsvarvtalet på satelliten störde elnätet ombord och fick satellitens mikroprocessor att starta om. Detta fenomen inträffade slumpmässigt och oftast efter åtskilliga minuter av normal drift. Emellertid stod det klart efter någon veckas experimenterande att om satellitens elnät belastades hårt genom att ha radiosändaren påslagen uppstod inte störningen.
Prov på marken med prototypelektroniken till satelliten antydde möjligheten att magnetspo
larna och deras drivkretsar ibland råkade i resonans, självsvängde, och drog på så sätt mycket ström som därmed störde ut annan elektronik. Varför denna svaghet i konstruktionen inte upptäcktes under markproven är svårt att ta reda på så här långt efteråt.Dessutom fungerade inte en spänningsregulator i satellitens elsystem som den skulle. Det problemet var besvärligt men gick att komma runt med olika knep och ändå hålla satellitens batteri laddat. Troligen tog spänningsregulatorn skada vid ett prov i laboratoriet i Solna. Det blev kortslutning i en anslutningskontakt på satelliten som användes för att mata den med ström utifrån och för att sända kommandon och ta emot mätdata. Satelliten provades efter denna incident men felet i spänningsregulatorn verkar inte ha hittats.
Genom att bara höja spinnet under passager över Solna när ombordsändaren var på och belastade elnätet kunde man gradvis öka spinnvarvtalet och efter en vecka på det viset hade varvtalet ökats till 29 varv per minut och förberedelserna för att rulla ut Hans Hellmans trådbommar kunde ta sin början. Den 3 januari avfyrades därför de små pyrotekniska knivar som höll mätsonderna i ändarna på de fyra trådbommarna. Därmed var de fria att vevas ut så snart spinnet kommit upp i 30 varv per minut.
Under onsdagen den 6 januari och torsdagen den 7 januari 1999 lindades de fyra trådbommarna, vardera drygt tre meter långa, ut från Astrid-2. Allt gick bra och rotationshastigheten sjönk helt planenligt från 28,8 till 9,2 varv per minut. KTH:s forskare kunde redan den 7 januari se att deras mätningar av det elektriska fältet i rymden gav bra data.
Detta var en stor milstolpe, dels var detta instrument med sina bommar en vetenskaplig hörnpelare i projektet, dels var det nödvändigt ur stabilitetssynpunkt att få ut trådbommar-na för att överhuvud taget kunna fälla ut magnetometern och stjärnkameran som satt på en utfällbar arm utefter satellitens rotationsaxel. Dessutom hade vi varit oroliga på grund av den mycket komplicerade mekaniken i Hans Hellmans system.
Utfällningen av den magnetometer- och stjärnkameraarmen var också något som vi var spända på. Då skulle vi få se om även den mekaniken har överlevt uppskjutningen och veck-orna i rymden. Det skulle också bli spännande att se om vi hade räknat rätt med avseende på spinnstabiliteten, som blir marginell när bommen fälls ut. En kropp spinner nämligen en-dast stabilt runt den största huvudtröghetsaxeln, och när trådbommar är inblandade blir det hela ytterligare komplicerat – om ni förstår.
Kl. 10.30
svensk tid måndag den 11 januari 1999 var Astrid-2 nästan rakt över Solna på en
nordgående passage över Sverige. Då sände vi kommandot att fälla ut
stjärnkameraarmen. Jag var med i det lilla kontrollrummet och allas ögon var
fästa på en kurva på en bildskärm som visade signalerna från magnetometern på
själva satellitkroppen. Signalen som visade magnetfältet utefter satellitens
rotationsaxel var i princip ett rakt streck, men när armen fälldes ut väntade vi
oss en rejäl variation i signalen.
Någon räknade ned
och sedan sände Mikael Björklund kommandot. Det tog knappt två sekunder för
armen att resa
sig från liggande till stående. Den efterföljande "vinglingen" hos hela satelliten höll
sig inom 5º vinkel, vilket var mindre än fruktat.
Den kvicksilverfyllda dämparen hade eliminerat nästan hela denna vingling till efterföljande varv – "vinglingen"
var då bara 0,05º.
Här finns ett utdrag ur dokumentären från 1997 som visar utfällningsprov med den axiella bommen:
Här finns bilder från kontrollrummet för Astrid-2 i
Solna under bomutfällningen.
Vi kunde dra en suck av lättnad. Satelliten var
driftsatt efter att elva olika pyrotekniska ut-lösningsanordningar avfyrats.
Satelliten hade sina skavanker men det fanns sätt att kringgå dessa och
forskningen kunde börja. Redan åtta dagar efter uppskjutningen hade vi faktiskt
fått se data från Astrid-2. Figur 249 visar en norrskensbåge över Sibirien som
avbildats med UV-fotometrarna ombord på Astrid-2 den 18 december. Bilden har
tagits fram av Institutet för Rymdfysik i Kiruna. Snart började vi höra
forskarna berätta om nya upptäckter och de använde termer som "svart norrsken"
och "plasmabubblor" i närheten av ekvatorn. Samma dag som vi fällde ut
stjärnkameraarmen hade instrumentet LINDA från Institutet för Rymdfysik i
Uppsala som mätte plasmatätheten lyckats samla in data från ett helt varv – det
423:e – runt jorden.
|
|
|
|
KTH hade med Rymdbolagets hjälp satt upp en mottagningsstation av samma typ som antennen i Solna vid Sydafrikas bas på Antarktis belägen vid 71° 40’ S, 2° 51’ V.
Kommandon som sänts upp till satelliten från Solna lagrades ombord och startade sändaren över Antarktis. Det hela liknade arrangemanget för Freja där vi styrde satelliten och tog emot data på Esrange och dessutom tog emot data vid Prince Albert i Kanada. Användningen av Antarktisstationen blev en del av den dagliga rutinen i driften av Astrid-2.En presskonferens om Astrid-2:s driftsättning hölls den 26 februari gemensamt med Rymdstyrelsen. Den gav upphov till två långa inslag i P1:s "Vetenskapens Värld" och ett program i TV-programmet Nova om "svart norrsken".
Trots att satelliten och markstationen var mycket automatiserade gick det åt en del operatörsarbetet och det mesta av jobbet föll på Mikael Björklund och Jimmy Thorstenson som ju varit med om sammansättning och provning av satelliten och vid uppskjutningen. Långhelger som påsk var lite knepiga beträffande arbetstiden. Men leveransen av data från det lilla kontrollrummet i Solna till forskarna på KTH gick smidigt via en hyrd dataförbindelse. Rymdbolaget skickade iväg mätdata så snabbt det överhuvudtaget gick. Nu fanns ju också internet som kunde användas av KTH för att sprida vidare mätdata till övriga forskargrupper i projektet. DAT-banden som vi använde i Freja för att sprida data var gammalmodiga.
Det finns mycket data från
Astrid-2 att titta på on-line. Nedan visas ett exempel från IRF-Uppsalas
hemsida. Figuren visar plasmatätheten (i LINDA-instrumentets
"amplitudenhteer") under varv 97 runt jorden den 17 december 1998.
Data börjar kl 1529.00 UT och togs emot i realtid i Solna när satelliten
passerade från dagsida till nattsida och sedan in i norrskensovalen. Man
ser tydligt hur plasmatätheten föll när satelliten gick från dag till natt . När
Astrid-2 nådde norrskensovalen ökade täthetsvariationernaögst
påtagligt.
Plasmatätheten mätt med LINDA-instrumentet på
varv 97 den 17 december 1998, en vecka efter
uppskjutningen.
Här finns fler bilder som visar data från Astrid-2.
Lördagen den 24 Juli kl 12.21 svensk sommartid bröts förbindelsen med Astrid-2 en minut och tio sekunder före planerat passageslut. Operatörernas försök att återfå kontakten den följande måndagen var resultatlösa. Återstartförsök genom olika metoder har kontinuerligt provats sedan dess, och sedan 31/7 automatiskt av markstationen vid varje möjlig passage.
De sista telemetrivärdena visar anomalier endast i en apparat ombord, nämligen kommandomottagaren. Data är inte helt lättolkade, men det verkar som om en kortslutning inträffade i mottagaren eller dess matningskablage. Säkringen i den elektroniska strömbrytaren förefaller ha löst ut.
Samtidigt återstartade troligen satellitens dator ("bootade om" på
dataspråk) eftersom sändaren tystnade och inga nya sändarpåslag med lagrade
kommandon inträffade. ("Ombootning" rensar minnet på alla lagrade
kommandon).
För den tekniskt intresserade
återges de sista mätvärdena från kommandomottagaren i figuren nedan. "RX mA" är
strömmen i milliampère till mottagaren, "RX Volt" är spänningsmatningen till
mottagaren, "RX AGC" är mottagen signalstyrka från marksändaren, övriga signaler
är statusindikationer.
Projektet prissattes uprsprungligen till 16-17 miljoner kronor. Den slutliga kostnaden var ungefär 23 miljoner kronor. Det slutliga omdömet om Astrid-2 var värt pengarna kanske ännu inte kan formuleras. Men de entusiastiska reaktionerna från de deltagande forskarna verkar vissa att de insamlande data var av hög kvalitet och att det lyckades att sända upp en komplett uppsättning plasmasensorer på en mycken liten rymdfarkost.
Det kan vara instruktivt att undersöka kostnadsstrukturen för Astrid-2 (2 ). I tabellen nedan anges den nedlagda arbetstiden för respektiva kostandspost. På så sätt kan man beräkna arbetskostnaden i dagsläget med hjälp av aktuella timtaxor. De direkta kostnaderna i tabellen uppstod främst genom inköp i dollar i utlandet. I tabellen har priset angivits i kronor genom att använda växelkursen för dollar i mitten av 1996 (onsdag den 22 maj 1996) 6,818 kronor per dollar.
Kostnadspost
Arbetstid (tim)
Direkta kostnader (kSEK)
Projektledning
2869
341
Systemarbete
517
0
Attitydstyrning
431
661
Kraftförösörjning
1335
894
Systemenhet
2521
365
Radiosystemet
849
645
Struktur
2258
113
Axiell bom
392
0
Termisk
reglering
197
10
Experimentinterface
108
1
Elektrisk testutrustning
348
35
Prov på systemnivå
2402
457
Satellit totalt
14227
3120
Satellit
14227
3120
Markstation. konstr., tillv. provn.
6021
1461
Uppskjutning och kampanj
745
2342
Drift av satelliten
1630
3
Total projektkostnad
22623
6926
När Kung Carl XVI Gustaf besökte Rymdbolaget på sin "eriksgata" i Solna sommaren 1996 skrev han sitt namn på en liten mässingsskylt som monterades på Astrid-2-satelliten som nu kretsar kring jorden sedan den 10 december 1998. Kungen skrev sitt namn med en svart filtpenna och mässingsskylten graverades sedan med ledning av det kungen skrivit med filtpennan. Skylten sitter synlig på den del av satelliten som vetter bort från solen. Astrid-2 och därmed Kungens namnteckning beräknas stanna i rymden minst 1000 år. Här finns bilder på den lilla namnskylten.
