IKAROS

JAXAs neugegründetes Space Exploration Center führt die Ikaros Mission als in Entwicklung befindlich.
http://www.jspec.jaxa.jp/e/activity/index.html

Ikaros (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun) Ziel ist die Polarregion Jupiters und die Trojan Asteroiden.
http://en.wikipedia.org/wiki/Trojan_asteroid

Haupftaufgabe der Mission ist aber der Test neuer Technologien. Hierbei u.a. insbesondere ein 50 Meter Sonnensegel und ein neues Ionentriebwerk.

http://www.jspec.jaxa.jp/e/activity/ikaros.html

Darüber hinaus hat die Mission noch eine astronomische Komponente. Start wäre dann 2013.
http://www.astro.isas.jaxa.jp/suzaku/workshop/hea_nextdecade/poster/yonetoku_Future_HE_Mission2006.pdf

Der Vorläufer der Jupiter-Mission, die erst für das Ende des Jahrzehnts vorgesehen ist, soll am 17. Mai 2010 starten und gilt als Technologieerprobung.

Mehr dazu: http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/01052010120257.shtml.

Ikaros ist am 21. Mai 2010 auf einer H2-A mit Venus Climate Orbiter Planet-C gestartet worden. Zum Start siehe hier. Martin

Guten Morgen,

das Video hier ist interessant:
[youtube]https://www.youtube.com/watch?v=7_6HOqBkP2o[/youtube]

Ich kann zwar kein Japanisch, aber ab Minute 7 wird der (gewünschte) Entfaltungsvorgang gezeigt. Zuerst rotiert IKAROS nur langsam mit 5rpm, die von der Oberstufe mitgegeben werden. In dieser Phase lässt man (ich nenne sie mal so) 4 "Pilot-Massen" quasi durch reine Federkräfte ausklappen (sog. statische Deploymentphase). Kurz darauf beginnt man die Sonde mittels Kaltgas stärker aufzuspinnen, so dass von den 4 "Pilot-Massen" zuerst die 4 "Booms" herausgezogen werden und dann das Segel zwischen ihnen entfaltet wird (sog. dynamische Deploymentphase).

Interessant:
Danach wird offenbar eine kleine Kamerasonde von der Oberseite abgestoßen und macht im Abflug Aufnahmen des entfalteten Segels.


Unklar (für mich):
Wann geschieht die Entfaltung? Ich habe gegensätzliche Informationen gefunden: Entweder ziemlich bald nach dem Aussetzen oder erst im Juni.

Das Entfalten ist für relativ bald vorgesehen (wobei Juni ja gar nicht mehr so lange hin ist). Danach will man aber erstmal einen Monat nur schauen, was das Segel macht und ob die Solarzellen darauf elektrische Energie liefern. Erst dann will man das Segel aktiv einsetzen.

Übrigens gibt es meiner Ansicht nach keine wirklichen "Booms". Das Segel selbst ist zu vier Bändern zusammengefaltet, die durch die rotierenden Pilotmassen herausgezogen werden sollen. Danach gibt man weitere Halteklammern frei, so dass sich das Segel vollends entfalten kann. "Antrieb" für das Entfalten ist allein die Fliehkraft.

Wird man das entfaltete Segel von der Erde aus sehen können?

Hallo Flandry,

man wird es nicht sehen können. IKAROS befindet sich auf dem selben Orbit wie AKATSUKI, also auf dem Weg ins innere Sonnensystem zur Venus. Selbst im LEO würde man es nicht sehen, denn so groß ist das Ganze nicht. Die ist auch nur heller Punkt am Himmel und ist dabei deutlich größer.

IKAROS befindet sich auf dem selben Orbit wie AKATSUKI, also auf dem Weg ins innere Sonnensystem zur Venus.

Ich habe mir gedacht, IKAROS verbleibt in einem etwas höheren Orbit, um zu testen? Ist es schon auf Fluchtgeschwindigkeit?



Was passiert eigentlich wenn IKAROS aufhört zu rotieren? Faltet es sich dann wieder zusammen? Oder gibt es einen Mechanismus, sobald es einmall offen ist, schnappt ein Bolzen ein und stabilisiert das ganze?

IKAROS ist bereits auf Fluchtgeschwindigkeit, schon allein deswegen, weil es nach der Hauptsonde ausgesetzt wurde.

Es wird sich nicht wieder von selbst zusammenfalten, ebenso wie die Rotation nicht von alleine stoppt.

Es wird sich nicht wieder von selbst zusammenfalten, ebenso wie die Rotation nicht von alleine stoppt.

In den Videos wird nach der Entfaltung keine Rotation mehr gezeigt. Gerade bei der Lenkung, mit der der Winkel zur Sonne mit Flächen mit unterschiedlicher Reflektion auf den beiden Segelhälften verändert werden kann, wäre doch eine Rotation sehr stören, weil man ständig den Zustand der Reflektoren ändern müsste und auch noch eine Drehachse kippen müsste, was ja nicht so leicht ist.

Andererseits wüsste ich nicht, wie das Segel ohne Rotation gespannt bleiben könnte .... 

Hier wird das Entfalten beschrieben:
http://www.senkyo.co.jp/ists2009/papers/html/pdf/2009-o-4-07v.pdf

Am Ende wird per RCS von 2rpm auf 1rpm abgebremst. Danach werden Rate und Richtung der Rotation durch die Steuerflächen auf dem Segel kontrolliert, je nach Bedarf. Das ist eine langsame Rotation, die wahrscheinlich einen guten Kompromiss zwischen Segelspannung und Steuerbarkeit ergibt.

Wird man das entfaltete Segel von der Erde aus sehen können?

Während die Cubesats Waseda-Sat 2, KSAT und Negai im Erdorbit verbleiben, sind Akatsuki, IKAROS und Unitec 1 durch die zweite Zündung der Oberstufe auf eine Flugbahn zur Venus gebracht worden. Von der Erde wird IKAROS aufgrund der großen Entfernung nicht zu beobachten sein. Sie hat aber eine kleine Kamerasonde an Bord, die nach dem Entfaltungsvorgang abgestoßen wird und Aufnahmen vom hoffentlich entfalteten Sonnensegel machen soll. Diese werden zur Muttersonde übermittelt und sollen dann zur Erde übertragen werden.

Ich finde die Steueridee elegant. An den Spitzen/Rändern sind Teile der Folie über elektrische Spannung in ihrem Reflexionsverhalten steuerbar. In Zustand A haben sie eine gerichtete Reflexion mit großer resultierender Kraft, in Zustand B eine diffuse Reflexion mit geringerer resultierender Kraft. Da IKAROS langsam rotiert, dürften die Flächen bei Manövern langsam "durchgeschaltet" werden.


(In dem verlinkten PDF ist die Beschriftung hierzu gerade verkehrt herum ...)

Hat IKAROS bereits die "Pilotmassen" freigegeben?
http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_channel/bn004.html

Die Google-Übersetzung ist ... nun ja ... uneindeutig .

Hat IKAROS bereits die "Pilotmassen" freigegeben?

Offenbar am 31. Mai. Die Bilder sollten der Beweis sein, oder? Leider bisher nur in japanisch.

http://www.raumfahrer.net/news/newsbits/newsbits.shtml#01062010212621

Die Übersetzung ist etwas verwirrend, zusammen mit den Bildern aber ...

http://translate.google.de/translate?u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F&sl=ja&tl=de&hl=&ie=UTF-8

IKAROS rotiert mit 25 Umdrehungen pro Minute. Man muss wohl nur noch die "Bremsen" lösen. Vielleicht ist das Segel bereits jetzt entfaltet.

Morgen soll's offenbar losgehen. Rotationsrate gegenwärtig 24,5 pro Minute, Entfernung von der Erde etwa 4,8 Millionen Kilometer. Die Motoren wurden getestet und ein paar Zentimeter sind schon raus.

Das Ausfahren ist jetzt für den 3. Juni angekündigt.

http://www.raumfahrer.net/news/newsbits/newsbits.shtml#02062010190553

Man geht offenbar sehr vorsichtig vor. Heute wurde auf eine Spannweite von 2,70 m ausgefahren/rausgezogen.

http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/03062010211219.shtml

Morgen soll's weitergehen ...

Heute hat man etwas mehr als die Hälfte geschafft. Leider gibt es für die Öffentlichkeit (wieder) keine Bilder.

http://www.raumfahrer.net/news/newsbits/newsbits.shtml#04062010182722

IKAROS scheint im halb-entfalteten Zustand langsam schneller zu rotieren. Man vermutet den Solardruck bereits am Werk bei diesem Phänomen. Ebenso könnten aber auch Ausgasungen die Ursache sein.

Quelle: http://www.isas.jaxa.jp/home/IKAROS-blog/?itemid=550

Hier gibt es neue Bilder der primären Entfaltung. Die Konfiguration auf dem letzten Bild kann ich nicht so ganz einordnen, scheint aber kein Problem darzustellen ... wobei die Googleübersetzung des Japanischen nicht wirklich Sinnvolles ergibt .

http://www.isas.jaxa.jp/home/IKAROS-blog/?itemid=565/

2.一次展開終了後のカメラ画像
　昨日の運用で実施した一次展開終了後の画像です．
太陽光が強いため，セイルと本体をつなぐテザーが2本重なって見えますが，本体に近い側は影で入射光が弱いために，テザー，膜面ハーネス等が写っていることが確認できます．

2. Kamerabilder nach der Erweiterung der primären
　Das Bild wurde nach der primären Operation verlegt wurde durchgeführt, gestern.
Starkes Sonnenlicht, sieht es einer Leine zwischen den beiden überlappen und Segel Körper, der Körper nah an das einfallende Licht in die Schatten für die Schwachen, die Leine kann sehen, dass der Film reflektiert Oberfläche und Gurt .

Ich denke man geht auch deswegen so langsam und in Schritten vor, um der gesamten Struktur Zeit zu geben in jeder Stufe ein thermisches Gleichgewicht zwischen ihren Bestandteilen und der Umgebung einzunehmen. Immerhin ändert sich bei einem Sonnensegel die Geometrie sowohl in der einfachen Flächengröße als auch in der genauen Konfiguration quasi um Größenordnungen.

Die primäre Entfaltung ist Phase I. Dabei werden die zu Bändern zusammengelegten 4 Ecken durch die Fliehkraft herausgezogen und durch die 8 motorgetriebenen Rollen unterstützt.

Wenn Phase I beendet ist und man bereit für Phase II ist, werden die Rollen nach unten geklappt und geben das Segel zur Entfaltung frei.

Im Bild sieht man das noch zusammengefaltete Segel, die Haltekabel, die das Segel mit dem Zentralkörper verbinden und auch die "leere Fläche", die am Ende innen übrigbleibt. Also scheint das Herausziehen beendet zu sein, der innere Saum ist draußen.

Juhu!

http://translate.google.de/translate?u=http%3A%2F%2Fwww.isas.jaxa.jp%2Fhome%2FIKAROS-blog%2F&sl=ja&tl=de&hl=&ie=UTF-8

Ah, jetzt "sehe" ich es ... man schaut quasi entlang eines (nicht mehr existenten) "Booms" zu den Endmassen und das Segel hängt links und rechts davon in den Zwischenräumen zwischen Massen.

Hier:
http://www.planetary.org/blog/article/00002536/

wird es auch positiv interpretiert: Im vollkommen entfalteten Zustand wird zwischen Zentralkörper und Segel eine quadratische Lücke sein. Das Segel wird nur noch mit wenigen Leinen gehalten werden. Diese Lücke sehen wir in dem Bild bereits. Außerdem könnten perspektivische Verzerrungen durch eine Weitwinkeloptik den "geometrischen Eindruck" noch verfälschen.

Ist das Segel evtl. bereits voll entfaltet?

Wir haben natürlich auch eine Meldung dazu: http://www.raumfahrer.net/news/raumfahrt/09062010203201.shtml.

Es könnte sein, dass man die Entfaltung am morgigen Tag, der in Japan bereits begonnen hat, vornimmt. Die Entfaltung dauert (lt. Plan) nicht einmal eine Stunde.

Übrigens ist das ausgeschnittene Quadrat in der Mitte 3,20 m lang und breit. Eigentlich besteht das Segel ja aus 4 identischen Trapezen, die an den Schenkeln verbunden sind.

Und die Leinen sind keine einfachen Leinen sondern enthalten auch die Kabel für die Versorgung der Reflektoren und die Weitergabe der Spannungswerte von Solarzellen und Detektoren.

Gibt es schon einen Termin wann (nach dem entfalten) die kleine Foto-Sonde ausgesetzt wird?