ATS-6, ดาวเทียมเทคโนโลยีขั้นสูง 6, ATS-F, PL-71A, 07318

ดาวเทียม ATS-6
ประเภทภารกิจ	เทคโนโลยีการสื่อสาร
ผู้ปฏิบัติงาน	นาซ่า
รหัส COSPAR	1974-039A
หมายเลข SATCAT	07318
ระยะเวลาของภารกิจ	5 ปี
คุณสมบัติของยานอวกาศ
รสบัส	รถบัส ATS-6
ผู้ผลิต	เครื่องบินแฟร์ไชลด์
ปล่อยมวล	930.0 กิโลกรัม (2,050.3 ปอนด์)
พลัง	645 วัตต์
เริ่มภารกิจ
วันที่เปิดตัว	30 พฤษภาคม 2517, 23:37:00  UTC [ 1 ] ( 30 พฤษภาคม 1974 UTC23:37Z )
จรวด	ไททัน-3(23)C (3C-27)
จุดปล่อยจรวด	เคปคานาเวอรัลLC-40
สิ้นสุดภารกิจ
ปิดใช้งานแล้ว	30 มิถุนายน 2522 ( 1979-07-01 )
พารามิเตอร์วงโคจร
ระบบอ้างอิง	โลกเป็นศูนย์กลาง
ระบอบการปกครอง	จีเอสโอ
แกนกึ่งเอก	41,691.1 กิโลเมตร (25,905.6 ไมล์)
ระดับความสูงจุดใกล้โลกที่สุด	35,184 กิโลเมตร (21,862 ไมล์)
ระดับความสูงสูงสุด	35,444 กิโลเมตร (22,024 ไมล์)
ความโน้มเอียง	13.1º
ระยะเวลา	1,412 นาที
เทคโนโลยีประยุกต์ใช้ดาวเทียม

ATS-6 ( Applications Technology Satellite-6 ) ^{[ 2 ]}เป็นดาวเทียมทดลองของ NASA ที่สร้างโดย Fairchild Space and Electronics Division ^{[ 3 ] [ 4 ]}ได้รับการขนานนามว่าเป็นดาวเทียมเพื่อการศึกษาดวงแรกของโลก รวมถึงดาวเทียมกระจายเสียงโดยตรงแบบทดลอง ดวงแรกของโลก ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการทดลองโทรทัศน์เพื่อการเรียนการสอนผ่านดาวเทียมระหว่างNASAและองค์การวิจัยอวกาศแห่งอินเดีย (ISRO) ดาวเทียมดวงนี้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม 1974 และปลดประจำการในเดือนกรกฎาคม 1979 ในขณะที่ปล่อยขึ้นสู่อวกาศนั้น ATS-6 เป็นดาวเทียมสื่อสารที่มีกำลังส่งสูงที่สุดในวงโคจร^{[ 5 ]} ATS-6 ได้ทำการทดลองต่างๆ ไม่น้อยกว่า 23 รายการ และนำมาซึ่งความก้าวหน้าหลายประการ เป็นยานอวกาศที่มีระบบรักษาเสถียรภาพ 3 แกนลำ แรก ในวงโคจรค้างฟ้านอกจากนี้ยังเป็นยานลำแรกที่ใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า ในวงโคจรค้างฟ้าในการทดลองและประสบความสำเร็จในระดับหนึ่ง อีกทั้งยังได้ทำการทดลอง ฟิสิกส์อนุภาคหลายอย่างรวมถึงเครื่องตรวจจับไอออนหนักเครื่องแรกในวงโคจรค้างฟ้า ด้วย

ตลอดระยะเวลาห้าปีที่ใช้งาน ATS-6 ได้ส่งสัญญาณรายการเชื่อมต่อไปยังประเทศต่างๆ รวมถึงอินเดีย สหรัฐอเมริกา และภูมิภาคอื่นๆ ยานลำนี้ยังได้ทำการ ทดสอบ การควบคุมการจราจรทางอากาศ ใช้ในการฝึกเทคนิคการค้นหาและกู้ภัยโดยใช้ดาวเทียม บรรทุก เครื่องวัดรังสีแบบทดลองซึ่งต่อมาได้ถูกนำไปใช้เป็นอุปกรณ์มาตรฐานบนดาวเทียมตรวจอากาศ และเป็นผู้บุกเบิกการออกอากาศโทรทัศน์โดยตรง

ATS-6 เป็นต้นแบบของเทคโนโลยีหลายอย่างที่ยังคงใช้กันอยู่ในปัจจุบันบนยานอวกาศที่โคจรในวงโคจรคงที่ ได้แก่ เสาอากาศขนาดใหญ่ที่กางออกได้ระบบควบคุมทิศทาง 3 แกนพร้อมความสามารถในการหมุน ระบบกำหนดทิศทางเสาอากาศผ่านการตรวจจับคลื่นวิทยุ ระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าเครื่องวัดรังสีอุตุนิยมวิทยาในวงโคจรคงที่ และการออกอากาศโดยตรงถึงบ้านนอกจากนี้ ยังเป็นไปได้ว่า ATS-6 เป็นต้นแบบของ ดาวเทียม ELINT ขนาดใหญ่ เช่นMentorด้วย

ยานอวกาศ ATS-6 ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศเมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม 1974 โดย ยานปล่อย Titan III-C (3C-27) ยานอวกาศถูกส่งเข้าสู่วงโคจรซิงโครนัส โดยตรง ซึ่งช่วยลดปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องการบนยานเหลือเพียงไม่ถึง 40 กิโลกรัม (88 ปอนด์) (สำหรับมวลรวมขณะปล่อยเกือบ 1,400 กิโลกรัม (3,100 ปอนด์)) การส่งยานเข้าสู่วงโคจรด้วยความแม่นยำสูงยังช่วยลดปริมาณเชื้อเพลิงที่จำเป็นสำหรับการรักษาวงโคจรขั้นสุดท้ายเหลือเพียง 9 กิโลกรัม (20 ปอนด์) ทำให้สามารถยืดอายุการใช้งานจากเดิม 2 ปี เป็น 5 ปีได้ แม้จะคำนึงถึงความล้มเหลวก่อนกำหนดของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า (ความต้องการเชื้อเพลิงสำหรับการรักษาวงโคจรอยู่ที่ประมาณ 1.6 กิโลกรัมต่อปี (3.5 ปอนด์/ปี))

หนึ่งในนวัตกรรมสำคัญของ ATS-6 คือเสาอากาศแบบกางออกได้ระหว่างการบิน ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 9 เมตร (30 ฟุต) แผ่นสะท้อนแสงของเสาอากาศจะถูกม้วนเก็บไว้ใต้ฝาครอบของยานปล่อยในระหว่างการปล่อย และจะกางออกในวงโคจรคล้ายกับร่ม แผ่นสะท้อนแสงของเสาอากาศสร้างขึ้นจากโครงอะลูมิเนียม 48 ชิ้น รองรับ ตาข่ายดัก รอน เคลือบโลหะ ตัว รับสัญญาณเสาอากาศ (ใน ย่านความถี่ C , S , L , UHFและVHF ) ถูกติดตั้งบนตัวยานอวกาศ หันหน้าเข้าหาแผ่นสะท้อนแสงของเสาอากาศ และเชื่อมต่อกับเสาอากาศและเสาแผงโซลาร์เซลล์ด้วยโครงสร้างพลาสติกเสริมใยคาร์บอน ( CFRP ) แผงโซลาร์เซลล์ติดตั้งอย่างแน่นหนาบนเสาแบบกางออกได้สองต้น มีรูปทรงครึ่งทรงกระบอก จึงให้กำลังไฟฟ้าที่ค่อนข้างคงที่ (595 วัตต์เมื่อเริ่มต้นใช้งาน) พลังงานไฟฟ้าถูกจ่ายในระหว่างสุริยุปราคาโดยแบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม สองก้อน ที่มีความจุ 15 แอมป์-ชั่วโมง ซึ่งจ่ายไฟให้กับบัส 30.5 โวลต์แบบควบคุม ดาวเทียมมีขนาดขณะโคจรอยู่ในอวกาศ โดยมีความกว้าง 15.8 เมตร (52 ฟุต) และความสูง 8.2 เมตร (27 ฟุต)

เสาอากาศพาราโบลาแบบพับได้นี้ได้รับการออกแบบและพัฒนาโดยบริษัท Lockheed Missiles and Space Company (LMSC) ซึ่งปัจจุบันคือLockheed Martinภายใต้สัญญาย่อยกับFairchild Aerospaceหลังจากสัญญาศึกษาวิจัยขนาดเล็กหลายปีที่ LMSC ผู้จัดการโครงการที่ LMSC คือ GKC (Colin) Campbell การกางแผ่นสะท้อนแสงเริ่มต้นด้วยเครื่องตัดสายเคเบิล SQUIB ที่ทำงานด้วยระบบจุดระเบิด เวลาในการกางอยู่ที่ประมาณ 2.5 วินาที ทำให้เกิดแรงบิด 3,400 นิวตันเมตร (2,500 ปอนด์⋅ฟุต) ที่ส่วนต่อประสานของยานอวกาศ พื้นผิวของแผ่นสะท้อนแสงได้รับการออกแบบมาเพื่อการทำงานที่เหมาะสมที่สุดที่ความถี่ S-Band ^{[ 6 ]}มีน้ำหนัก 83 กิโลกรัม (182 ปอนด์) เมื่อปล่อยและเก็บไว้ในปริมาตรทรงโดนัทที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.8 เมตร (6 ฟุต) และหนา 250 มิลลิเมตร (10 นิ้ว) มีการสร้างแบบจำลองขึ้นมาสามชิ้น ได้แก่ แบบจำลองทดสอบโครงสร้าง (STM) แบบจำลองสะท้อนแสง F และแบบจำลองสะท้อนแสง G แบบจำลอง STM ถูกทำลายโดยบริษัทแฟร์ไชลด์ไม่นานหลังจากโครงการสิ้นสุดลง และแบบจำลอง F ถูกส่งขึ้นไปพร้อมกับยานอวกาศในปี 1972 แบบจำลอง G ถูกทิ้งไว้โดยไม่มีการป้องกันในลานจอดรถของแฟร์ไชลด์เป็นเวลาหลายปีก่อนที่จะบริจาคให้กับสถาบันสมิธโซเนียนบิล เวด ผู้ช่วยผู้จัดการโครงการและผู้จัดการทดสอบในโครงการ ได้ให้การสนับสนุนสถาบันสมิธโซเนียนในการบูรณะโดยการจัดหาชุดแบบร่างและข้อกำหนดที่ครบถ้วน และได้ไปเยี่ยมชมสถานที่ซิลเวอร์ฮิลล์เพื่อให้คำแนะนำทางเทคนิค

ในขณะที่ปล่อยขึ้นสู่วงโคจร มันเป็นพื้นผิวพาราโบลาที่ใหญ่ที่สุดที่ถูกส่งขึ้นสู่วงโคจร

ATS-6 เป็นดาวเทียมวงโคจรค้างฟ้าดวงแรกที่มีระบบรักษาเสถียรภาพและการชี้เป้าแบบสามแกน^{[ 7 ]}ระบบย่อยนี้สามารถชี้เป้าได้อย่างแม่นยำสูง (ดีกว่า 0.1° ผ่านหน่วยวัดความเฉื่อย จนถึง 0.002° โดยใช้เครื่องวัดการรบกวนความถี่วิทยุ^{[ 8 ]} ) นอกจากนี้ ดาวเทียมยังสามารถติดตาม ดาวเทียม วงโคจรต่ำของโลกได้ผ่านการหมุน^{[ 9 ]}โดยการติดตามดาวเทียมวงโคจรต่ำของโลกผ่านการตรวจจับ RF ย่านความถี่ S ระบบนี้ยังสามารถทำการวัดวงโคจรของดาวเทียมที่ติดตามได้ และเป็นต้นแบบของระบบปฏิบัติการTDRSS ระบบ ย่อยการชี้เป้าที่ล้ำหน้ามาก (สำหรับยุคนั้น) นี้ใช้เซ็นเซอร์โลกและดวงอาทิตย์ ตัวติดตามดาวที่ชี้ไปยังดาวเหนือโพลาริสและเซ็นเซอร์ความเฉื่อยสามตัว การวัดค่าจากเซ็นเซอร์จะถูกส่งไปยังคอมพิวเตอร์ดิจิทัลสองเครื่อง (เครื่องหลักและเครื่องสำรอง) รวมถึงคอมพิวเตอร์อนาล็อก สำรอง ด้วย นอกจากนี้ยังสามารถปรับทิศทางของดาวเทียมได้โดยใช้เซ็นเซอร์คลื่นความถี่วิทยุ กลไกขับเคลื่อนประกอบด้วยล้อโมเมนตัม สามล้อ และเครื่องขับดันก๊าซร้อน ( ไฮดราซีนโมโนโพรเพลแลนต์ ) เนื่องจากล้อโมเมนตัมล้อหนึ่งเกิดความเสียหายในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2518 จึงได้มีการพัฒนาระบบทางเลือกขึ้นมา ซึ่งช่วยให้สามารถรักษาระดับการโคจรได้ด้วยล้อโมเมนตัมอีกสองล้อและเครื่องขับดันที่เหลืออยู่

ATS-6 ติดตั้งเครื่องขับดันไฟฟ้าสองเครื่องที่ใช้การเร่งความเร็วของ ไอออน ซีเซียมซึ่งจะใช้สำหรับการรักษาสถานีทิศเหนือ-ใต้^{[ 10 ]}การพัฒนาระบบย่อยนี้เกิดขึ้นหลังจากความพยายามที่ล้มเหลวก่อนหน้านี้ในยานอวกาศ ATS รุ่นก่อนหน้า เครื่องขับดันแต่ละเครื่องมีมวล 16 กิโลกรัม (35 ปอนด์) ใช้พลังงานไฟฟ้า 150 วัตต์ และสร้างแรงขับ 0.004 นิวตัน โดยมีแรงดลจำเพาะ 2500 วินาที ปริมาณซีเซียมบนยานจะเพียงพอสำหรับการใช้งาน 4400 ชั่วโมง น่าเสียดายที่เครื่องขับดันทั้งสองเครื่องล้มเหลวก่อนกำหนด เครื่องหนึ่งหลังจากใช้งาน 1 ชั่วโมง อีกเครื่องหนึ่งหลังจาก 95 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม วัตถุประสงค์ของการทดลองบางส่วนสามารถบรรลุได้ เช่น การวัดแรงขับที่มีประสิทธิภาพ การไม่มีการรบกวนใดๆ กับอุปกรณ์รับส่งสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุ (ตั้งแต่ 150 MHz ถึง 6 GHz) การไม่มีการตกตะกอนของซีเซียมบนชิ้นส่วนสำคัญของอุปกรณ์รับส่งสัญญาณ (เช่น เครื่องวัดรังสี) และการทำให้ยานอวกาศเป็นกลางอย่างถูกต้องเมื่อเทียบกับสภาพแวดล้อม

มี เครื่องวัดรังสีติดตั้งอยู่บนยาน ATS-6 บนแผงด้านที่หันเข้าหาโลก^{[ 11 ]}เครื่องมือนี้มีความละเอียดสูงมาก (สำหรับยุคนั้น) โดยทำงานบนสองช่องสัญญาณ ได้แก่ อินฟราเรด (10.5 ถึง 12.5 ไมโครเมตร) และแสงที่มองเห็นได้ (0.55 ถึง 0.75 ไมโครเมตร) ภาพที่ถ่ายด้วยเครื่องวัดรังสีครอบคลุมทั้งแผ่นจานโลก โดยมีความละเอียด 1,200 เส้น แต่ละเส้นมี 2,400 พิกเซล (พิกเซลขนาด 11 กิโลเมตร (6.8 ไมล์) สี่เหลี่ยมจัตุรัสในอินฟราเรดและ 5.5 กิโลเมตร (3.4 ไมล์) สี่เหลี่ยมจัตุรัสในแสงที่มองเห็นได้ ) ตัวตรวจจับ IR ถูกระบายความร้อนแบบพาสซีฟที่ 115K และตัวตรวจจับแสงที่มองเห็นได้ถูกรักษาไว้ที่ 300K ภาพที่สมบูรณ์ของแผ่นจานโลกถูกส่งไปยังภาคพื้นดินทุกๆ 25 นาที มีการถ่ายและส่งภาพหลายร้อยภาพ จนกระทั่งส่วนประกอบทางกลของเครื่องวัดรังสีเกิดความเสียหาย สองเดือนครึ่งหลังจากการปล่อยยาน

ภารกิจหลักของ ATS-6 คือการสาธิตความเป็นไปได้ของการออกอากาศโทรทัศน์ แบบส่งตรงถึงบ้าน ( DTH ) ^{[ 12 ]}เพื่อจุดประสงค์นี้ นอกเหนือจากเสาอากาศกำลังขยายสูงแล้ว ยานอวกาศยังสามารถรับสัญญาณได้ในย่านความถี่ VHF, C, S และ L และส่งสัญญาณในย่านความถี่ S (2 GHz) ผ่านเครื่องส่งสัญญาณโซลิดสเตท 20 วัตต์ ในย่านความถี่ L (1650 MHz) ที่ 40 วัตต์ ในย่านความถี่ UHF (860 MHz) ที่ 80 วัตต์ (ซึ่งใช้สำหรับการทดลองโทรทัศน์เพื่อการเรียนการสอนผ่านดาวเทียม (SITE)) และด้วยเครื่องส่งสัญญาณแบบ TWTA ขนาด 20 วัตต์ในย่านความถี่ C (4 GHz) เสาอากาศสร้างจุดรับสัญญาณสองจุดบนโลกขนาด 400,000 ตารางกิโลเมตร (150,000 ตารางไมล์) แต่ละจุด ซึ่งสามารถรับสัญญาณโทรทัศน์ได้ด้วยเสาอากาศขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 3 เมตร (9.8 ฟุต) ยานอวกาศลำนี้ถูกใช้ครั้งแรกในสหรัฐอเมริกาสำหรับการทดลองด้านการศึกษาทางไกลและการแพทย์ทางไกล ตั้งแต่เดือนสิงหาคม พ.ศ. 2517 ถึงพฤษภาคม พ.ศ. 2518 ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของการทดลอง HET หรือHealth, Education, Telecommunicationsที่พัฒนาร่วมกันโดย NASA และกระทรวงสาธารณสุข การศึกษา และสวัสดิการของสหรัฐอเมริกา (ปัจจุบันคือDHHS ) จากนั้นยานอวกาศถูกย้ายไปยังวงโคจรค้างฟ้าจาก 94°W ไปยัง 35°E โดยความร่วมมือกับองค์การอวกาศอินเดีย ( ISRO ) ซึ่งได้ติดตั้งสถานีรับสัญญาณภาคพื้นดินมากกว่า 2,500 แห่งในอินเดีย การเคลื่อนย้ายดาวเทียมจาก 94 องศาตะวันตกไปยัง 35 องศาตะวันออก ซึ่งเป็นการเดินทาง 12,800 กิโลเมตร (8,000 ไมล์) ดำเนินการจากสถานีภาคพื้นดินที่ Rosman รัฐนอร์ทแคโรไลนา^{[ 13 ]} การย้ายตำแหน่งนี้เกี่ยวข้องกับการจุดจรวด 2 ครั้งของเครื่องยนต์จรวดบนยาน การจุดจรวดครั้งที่ 2 กินเวลา 5 ชั่วโมง 37 นาที 17 วินาที ซึ่งเป็นการจุดจรวดเคมีในอวกาศที่ยาวนานที่สุดเท่าที่เคยมีมาในขณะนั้น^{[ 14 ]}โครงการการศึกษาทางไกลได้เริ่มต้นขึ้น – โครงการทดลองโทรทัศน์เพื่อการเรียนการสอนผ่านดาวเทียมหรือ SITE ^{[ 15 ]} – และดำเนินการเป็นเวลาหนึ่งปี ในระหว่างการทดลอง รัฐบาลอินเดียได้เสนอสถานีรับสัญญาณให้กับArthur C. Clarkeซึ่งอาศัยอยู่ในศรีลังกาการทดลองนี้ประสบความสำเร็จอย่างมาก และกระตุ้นให้ ISRO เริ่มสร้างโปรแกรมปฏิบัติการ โดยใช้ยานอวกาศ INSAT IB ของอินเดีย (ปล่อยในปี 1983) หลังจากการทดลอง SITE ดาวเทียมถูกนำกลับมายังสหรัฐอเมริกา และทำหน้าที่เป็นดาวเทียมถ่ายทอดข้อมูลและติดตามยานอวกาศวงโคจรต่ำ เช่นNimbus 6และสำหรับเที่ยวบิน Apollo- Soyuz

มีการทดลอง ฟิสิกส์อนุภาคหลายอย่างบนยาน ATS-6 การทดลองที่สำคัญที่สุดคือการวัดโปรตอนพลังงานต่ำ (ตั้งแต่ 25 keV ถึง 3.6 MeV) ^{[ 16 ]}รวมถึงการตรวจจับไอออนหนัก (สูงถึง 6 MeV) การทดลองครั้งหลังนี้ทำให้สามารถตรวจจับไอออนหนักตัวแรก (Z > 6) ที่มีพลังงาน E > 4 MeV ในวงโคจรค้างฟ้าได้

ในที่สุด ATS-6 ก็ได้ติดตั้งเครื่องส่งสัญญาณวิทยุ หลายตัว ^{[ 17 ]}ซึ่งทำให้สามารถวัดคุณสมบัติการแพร่กระจายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของชั้นบรรยากาศที่ความถี่ 13, 18, 20 และ 30 GHz ได้

ภายในวันที่ 30 มิถุนายน พ.ศ. 2522 มีเพียงเครื่องขับดันรักษาตำแหน่งสถานี ATS-6 เพียงเครื่องเดียวจากทั้งหมดสี่เครื่องที่ยังทำงานอยู่ และแสดงสัญญาณของความไม่น่าเชื่อถือ เครื่องขับดันนี้ใช้ในการเคลื่อนย้าย ATS-6 ออกจากวงโคจรค้างฟ้าไปยังวงโคจรที่สูงขึ้นหลายร้อยกิโลเมตร เพื่อเคลียร์ช่องวงโคจรค้างฟ้าสำหรับดาวเทียมดวงต่อไป^{[ 18 ]}

• ปี 1974 ในการบินอวกาศ
• เทคโนโลยีประยุกต์ใช้ดาวเทียม

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับATS- 6

• เอทีเอส 6
• ข้อมูลภารกิจ ATS 6 ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 15 เมษายน 2555 ที่Wayback Machine
• หน้าอวกาศของกันเตอร์ ATS-6
• ดาวเทียมทดลอง
• รายงานผลการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรมของ ATS-6 เล่มที่ 2: การควบคุมวงโคจรและทิศทาง
• รายงานผลการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม ATS-6 เล่มที่ 3: โทรคมนาคมและพลังงาน
• รายงานผลการทดสอบทางวิศวกรรม ATS-6 เล่มที่ 4: การทดลองทางโทรทัศน์
• รายงานผลการทดสอบทางวิศวกรรมของ ATS-6 เล่มที่ 5: การทดลองการแพร่กระจายคลื่น
• รายงานผลการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม ATS-6 เล่มที่ 6: การทดลองทางวิทยาศาสตร์