2011년 10월 18일 이카로스 역회전(逆spin) 운영 실시. (이카로스, 태양돛)

이카로스에 탑재된 감마선폭발 편광검출기(GAP)의 관측결과가 발표되었습니다만, 이카로스와 직접적인 관계가 적기때문에 다루지 않겠습니다.
자세한 내용은 링크를 참고.
(http://www.jspec.jaxa.jp/hottopics/20110921.html)
(http://astro.s.kanazawa-u.ac.jp/~yonetoku/gap/asj-press/)


- 2011년 10월 18일 이카로스 역스핀 운용 실시.
http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_channel/bn016.html
http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_channel/bn017.html
http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_channel/bn018.html

이카로스는 2010년 12월 정상 운용 종료 이후 후기운용을 계속하고 있습니다.
후기운용에서의 연구 테마의 하나인 '막면 거동, 형상의 변화를 적극적으로 이끌어내어 전장 상태의 역학 모델을 구축한다.' 는 것을 내걸고 있습니다만, 그것을 위한 실험으로써 이카로스의 스핀을 역방향으로 하는 '역스핀 운용'을 다음 일정으로 실시 할 예정입니다.

실시 일정 : 10월 18일 (화) ~ 10월 22일 (토)
백업 일정 : 10월 25일 (화) ~ 10월 30일 (일)
* 일본 시간(= 한국 표준시)

이 일정은 다음 2가지 이카로스의 상황을 감안하여 설정했습니다. 이처럼 제한된 상황에서 이번 '역스핀 운용'에 도전하는 것이, 현재의 운용을 계속하여 데이터의 가치를 높이는 것과 비교하여 가장 가치있는 지식, 성과를 얻을 수 있다고 생각합니다.

(2가지 상황.)

- 통신상황.
이카로스가 지구에서 멀어지고 있으며 다음의 실적과 같이 통신상태가 악화되고 있습니다.
10월 하순부터는 자세를 조정해도 원격 측정에 대한 데이터의 취득이 매우 어려워질 전망입니다.
5~8월 : 원격 측정 운영 (8~16bps)
9~10월 : 원격측정 운용(8bps) 또는 비콘 운용.

- 잔류 추진제 양.
이카로스는 발사시에 추진제를 20kg 탑재하고 있었습니다만, 9월 3일 시점의 잔류 추진제양은 약 3.4kg으로 추측됩니다. 이카로스에는 막면에 태양광이 닿으면서 회전률이 변화하는 '풍차효과'가 발생하고 있기때문에, 회전률 제어를 적절히 실시하고 있습니다.
따라서 현재의 운용을 기본으로 계속된다하더라도 11월~1월에는 추진제가 고갈 될 전망입니다.

<역스핀 운영 개요>
이카로스는 회전의 원심력에 의해 막면을 전장하고 자세를 안정시키고 있습니다만, 역스핀으로 전환할 때 일시적으로 회전률이 0 이 되는 순간이 발생하기때문에 역스핀 운용은 이제까지의 운영에 비해 리스크가 커집니다.
역스핀 운용의 전단계로서 이미 저(低)회전 운용을 실시했습니다. 지금까지 1rpm(분당 1회전) 이상을 유지해왔던 회전률을 최소 0.055rpm까지 감소시켰습니다. 일반적으로 회전률이 작을수록 막면이 크게 휘어질(굽어질) 것으로 예상되지만, 모니터 카메라로 막면의 상태를 관측한 결과 예상과 일치하지 않는 상태(굴곡이 거의없는 상태)도 볼 수 있어서 역학모델의 구축을 위한 귀중한 데이터를 얻을 수 있었습니다.
역스핀 운용을 실시하는 것으로 막면거통, 형태에 대한 이해를 깊게하기위한 데이터를 얻을 예정입니다.

<역회전 실시결과>

역회전 전환을 위한 스러스터 분사를 7시 20분부터 약 20분간 실시했습니다.
막 거동이 얽히는 것도 없이 잘 역회전 상태가 되었습니다.
역회전 전환 후의 이카로스의 상태는 양호하며, 회전률은 운용종료 시점에서 약 -0.24rpm입니다.

- 동면모드 전황에 대해.

이카로스는 역회전상태로 전환 후 다음과 같은 거동이 운용에서 확인되었습니다.
(1) 역회전의 회전률이 점차 증가하고 있기때문에, 태양광압우위의 항행에서 관성지향우위의 항행으로 전환, 태양각이 증가한다.
(2) 이카로스는 타원궤도상에 있고, 2012년 3월 원일점을 통과할 때까지 태양거리도 증가한다.
(3) (1),(2)의 결과, 발생전력이 저하된다. 이에 따라 발생전력이 소비전력을 밑돌면 동면모드(탑재기기 시프트 다운)에 들어간다.
(4) 가스제트 제어에 의한 회전률 다운(회전수 감소) 또는 자세 제어를 시도하더라도 큰 변화를 얻을 수 없을 것으로 추정된다. (추진제 고갈에 가까워지고 있기때문에 나머지 추진제로 효과적인 변화를 얻는 제어가 불가능하다.)

1) 태양광압우위 : 이카로스의 자세가 태양광압에 의해 강하게 영향을 받는 상태.  막면이 태양에 가까운 방향을 향한다. (태양각도가 0도 부근에 접근.)
2) 관성지향우위 : 이카로스의 회전률이 증가함에 따라 우주공간에서의 자세가, 같은 방향을 향하려는 힘에 강하게 영향을 받는 상태. 이카로스의 경우 궤도 위치가 바뀜에 따라 태양광이 태양전지패널에 닿기 어렵게 된다. (태양각이 점점 커진다.)

관성지향우위로 이카로스가 비행을 계속했을 경우의 이미지.

(통신불가범위에 대해 따로 포스팅하겠습니다.)

이렇게 확인된 거동으로부터 12월 초순보다 자세제어를 하지않고, 동면모드전환까지의 기간동안 태양각이 증가하는 자세운동 데이터를 계속하서 얻는 것과 함께 이카로스의 상태를 확인했습니다.
그 결과 오늘(2012년 1월 6일) 동면모드로의 전환이 확인되었습니다.
향후 2012년 봄 이후에 태양각, 태양거리가 개선되어 다시 전력부활(동면모드에서 깸)의 가능성이 예상되기대문에 이 시기를 목표로 준비를 진행하고, 필요에 따라 적절한 타이밍에 수신을 시도하는 것을 검토하고 있습니다.