24 октября 1998 г. в 08:08:00.502 EDT (12:08:01 UTC) со стартовой площадки SLC-17A Станции ВВС «Мыс Канаверал» ракетой-носителем Delta 2 (вариант 7326) была запущена американская экспериментальная АМС Deep Space 1 (DS1).
    Вторая ступень РН Delta 2 вышла на опорную орбиту ИСЗ с наклонением 28.48°, высотой 170.7x183.5 км и периодом 87.92 мин. Deep Space 1 был успешно переведен на отлетную траекторию вторым (кратковременным) включением 2-й ступени и включением третьей ступени РН – разгонного блока Star 37FM. Отделение КА от третьей ступени прошло успешно. Скорость станции относительно Земли после прекращения работы двигателя РБ составила 11.0 км/с. Первая телеметрия, принятая с КА, показала, что все системы аппарата работают штатно.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    После отделения 3-й ступени вторая ступень РН Delta 2 выполнила третье включение, в результате которого через 88 мин 23 сек после запуска вывела на орбиту с наклонением 31.44°, высотой 548.3x1073.1 км и периодом 100.97 мин дополнительный полезный груз - «студенческий» спутник SEDSat-1.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

При запуске DS1 впервые использован т.н. «облегченный» (MedLitе) вариант РН Delta 2 – «модель 7326». Его отличительной особенностью, по сравнению с ранее использованными «стандартными» версиями, такими как «модель 7925», является уменьшенное с девяти до трех число стартовых твердотопливных ускорителей SRM. Кроме того, в качестве третьей ступени использовался РДТТ Star 37FM (для запуска аппаратов Mars Global Surveyor и Mars Pathfinder применялись двигатели Star 48). Конструкция собственно ускорителей SRM, а также первой и второй ступеней остались неизменными.     Запуск был выполнен в рамках т.н. контракта MedLite между NASA и компанией The Boeing Co. Этот контракт предусматривает запуски КА NASA носителями среднего и легкого класса.      Расчетная циклограмма запуска     № п/п Событие Время, сек     1 Включение ускорителей и ДУ первой ступени; Т      отрыв от стартового стола     2 Переход через звуковой барьер Т + 35.0     3 Отсечка и отделение ускорителей SRB Т + 63.0     4 Отсечка двигателя первой ступени Т + 264.0     5 Отделение первой ступени Т + 272.0     6 Первое включение двигателя второй ступени Т + 277.0     7 Отделение головного обтекателя Т + 298.0     8 Отсечка двигателя второй ступени Т + 629.0     9 Второе включение двигателя второй ступени Т + 2771.0     10 Отсечка двигателя второй ступени Т + 2824.0     11 Отделение второй ступени Т + 2877.0     12 Включение двигателя третьей ступени Т + 2924.0     13 Выключение двигателя третьей ступени Т + 3040.0     14 Отделение КА DS-1 Т + 3205.0     15 Третье включение двигателя второй ступени Т + 3774.0     16 Отсечка двигателя второй ступени Т + 3805.0     17 Отделение КА SEDSat-1 Т + 5300.0

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    Станция Deep Space 1 не получила никакого «собственного» имени, кроме условно-описательного названия (Deep Space 1 - «Дальний космос-1»). DS1 было присвоено международное обозначение 1998-061A и номер 25508 в каталоге Космического командования США. SEDSat-1 был зарегистрирован под обозначениями 1998-061B и 25509 соответственно.
    Основная цель запуска аппарата Deep Space 1 – отработка новых технологий межпланетного полета. Программа полета также предусматривает пролет на высоте 5–10 км и исследование астероида 1992 KD 28–29 июля 1999 г. Перехват астероида состоится в 190 млн км от Земли, причем до встречи DS1 пройдет около 725 млн км. Основная программа DS1 завершится 18 сентября 1999 г.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    DS1 – первый американский КА, созданный в рамках программы New Millenium. Ее цель – отработка новых космических технологий. КА, созданный по этой програм ме, должен удовлетворять следующим критериям: минимальная стоимость, жесткие ограничения по времени разработки, применение в конструкции (за исключением испытываемых технологий) существующих и дешевых решений.


    КА для исследования планет создавались до сих пор таким образом, что наземный комплекс управления играет в полете огромную роль. С аппарата сбрасывается большой объем телеметрии, инженеры группы управления анализируют ее, планируют дальнейшую работу КА, составляют программу, отрабатывают ее на аппарате-аналоге и передают на борт для исполнения. Это процесс медленный и дорогой, так как в управлении участвуют десятки людей. Количество межпланетных КА и объем передаваемой с них информации растет, и вскоре средства Сети дальней связи (DSN) NASA будут просто не в состоянии обслуживать их. Очевидно, АМС будущего должны быть способны работать более автономно, чтобы как можно меньше загружать мощности DSN и наземных операторов. Они должны периодически контролировать общее состояние аппарата и только в случае нештатной ситуации, с которой не может справиться борт, снимать телеметрию в полном объеме для анализа и принимать решения.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    DS1 был создан как экспериментальный КА, предназначенный для отработки технологии полета межпланетных станций нового поколения. Всего на борту поставлено 12 экспериментов по отработке технологий.
    Именно они, а не пролет астероида 1992 KD и не получение научных данных, являются основной целью проекта. Большая часть этих технологий будет испытана в течение первых двух месяцев полета.


    Стоимость проекта DS1 составила 152.3 млн $, в том числе: 94.8 млн $ – проектирование, изготовление и испытания; 43.5 млн $ – запуск; 10.3 млн $ – управление; 3.7 млн $ – работа научных групп. На разработку аппарата со дня постановки задачи до запуска ушло 39 месяцев. Заказчиком аппарата была Лаборатория реактивного движения (JPL), где руководителем программы New Millenium является д-р Фук Ли (Fuk Li), а менеджером проекта DS1 – Дэвид Леман (David Lehman). Научный руководитель проекта – д-р Роберт Нелсон (Robert Nelson).
    Служебный борт КА изготовили совместно JPL и фирма Spectrum Astro Inc. (г.Джилберт, Аризона), где руководителем проекта был Петер Клупар (Peter Klupar). За основу была принята модель SA-200HP.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

Детали конструкции аппарата     Несущая конструкция (шасси) аппарата выполнена из алюминия. Большая часть элементов и приборов расположена снаружи шасси, чтобы обеспечить максимальную доступность во время предстартовой сборки и испытаний. КА оснащен штангой, с помощью которой можно подключиться к электро разъему аккумуляторных батарей, а также к магистралям гидразина, ксенона и гелия, когда аппарат будет находиться под обтекателем РН.     Терморегулирование обеспечивается за счет обычной многослойной теплоизоляции, электрических нагревателей и радиаторов.     Система ориентации использует звездный датчик, инерциальный измерительный блок (гироскопы) и солнечный датчик. Исполнительными органами системы ориентации являются обычные гидразиновые двигатели малой тяги.     В качестве маршевого двигателя используется экспериментальная электрореактивная (ионная) ДУ, работающая на ксеноне.     Основная бортовая электроника аппарата расположена в едином модуле. Электропитание аппарата осуществляется от солнечных батарей (СБ), а до момента их раскрытия – от никель-водородных аккумуляторных батарей мощностью 24 А•ч (производитель – Лаборатория имени Филлипса ВВС США). Аккумуляторы могут также понадобиться для компенсации перепадов потребляемой мощности при работе бортового ионного двигателя (ИЭРД) и во время пролета астероида, если освещенность СБ будет неблагоприятной.     Многие системы Deep Space 1 не дублированы. Конструкторы ограничились резервированием лишь отдельных элементов приборов и неполным функциональным резервированием на уровне подсистем. Станция DS1 заимствовала определенные элементы из предшествовавшего ей проекта Mars Pathfinder (MPF). Так, установленная на DS1 антенна высокого усиления HGA была запасной для станции MPF.     Электроника управления гидразиновой ДУ создана на тех же принципах, что и у MPF. Микропроцессор бортовой ЭВМ DS1 идентичен процессору MPF и использует чип RAD 6000 с упрощенной RISC-архитектурой и радиационной защитой.     Полетное ПО DS1, механизм формирования командных последовательностей и командно-телеметрическая инфраструктура созданы по опыту MPF. Из этого проекта позаимствован контроллер режима бортового ПО, который позволяет дать аппарату общую команду изменения конфигурации (например, перехода в режим начального этапа полета, режим встречи с астероидом и т.д.) вместо отправки с Земли детальных команд для конфигурации каждой системы.     Кроме того, при испытаниях DS1 широко использовалось оборудование и стенды, оставшиеся после MPF.     Размеры:     несущая конструкция – 1.1x1.1x1.5 м;     со всеми прикрепленными к ней приборами и теплоизоляцией – 2.1x1.7x2.5 м;     размах развернутых солнечных панелей – 11.8 м.     Масса:     полная – 486.3 кг;     сухая – 373.7 кг;     гидразин – 31.1 кг;     ксенон – 81.5 кг.     Максимальная мощность, снимаемая с обеих солнечных панелей – 2400 Вт.

1 – Остронапавленная антенна HGA; 2 – антенна низкого усиления LGA; 3 – антенна диапазона Ka; 4 – панель системы подачи ксенона; 5 – штанга наземных коммуникаций; 6 – блок управления ЭРДУ; 7 – аккумуляторы; 8 – электроника солнечного датчика; 9 – солнечный датчик; 10 – прибор PEPE; 11 – блок управления мощностью; 12 – солнечные батареи (сложены); 13 – звездный датчик; 14 – инерциальный измерительный блок; 15 – эксперимент; 16 – двигатели системы реактивного управления; 17 – адаптер и двигательный отсек; 18 – блок диагностики ЭРДУ; 19 – объединенный блок электроники; 20 – блок распределения мощности; 21 – спектрометр MICAS; 22 – высоковольтный преобразователь мощности; 23 – экран.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    В полете Deep Space 1 должны быть отработаны следующие новые технологии:

    1. Ионный двигатель.
    2. Солнечные батареи.
    3. Автономная навигация.
    4. Служба удаленного агента.
    5. Контроль за состоянием КА с помощью радиомаяка.
    6. Миниатюрная интегрированная камера-спектрометр (MICAS).
    7. Плазменный эксперимент PEPE.
    8. Малый приемоответчик для дальнего космоса.
    9. Твердотельный усилитель Ka-диапазона.
    10. Микроэлектроника.
    11. Многофункциональная архитектура.
    12. Блок управления питанием.


    Ионный двигатель обеспечивает на порядок больший удельный импульс, чем у обычных бортовых ЖРД на долгохранимых компонентах топлива. А это значит, что аппарат, выполняющий ту же задачу, может нести намного меньше топлива и будет гораздо легче.
    Deep Space 1 – первый КА, использующий ионную ДУ в качестве основного движителя. Запас рабочего тела составляет всего 16.5% стартовой массы, но только в течение основной миссии аппарат должен получить суммарное приращение скорости более 3.5 км/с.
    В состав бортового ИЭРД DS1 входят ионизационная камера, высоковольтный блок управления мощностью (Power Processor Unit, PPU), цифровой блок контроля и коммутации (Digital Control and Interface Unit, DCIU), система подачи ксенона (Xenon Feed System, XFS).

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    Работа ДУ начинается с эмиссии электронов с катода, находящегося в ионизационной камере двигателя. Электроны разгоняются в камере соленоидом и сталкиваются с атомами газообразного ксенона. При этом из атома выбивается один из его собственных электронов, и он становится положительно заряженным ионом. На выходе камеры расположена пара решеток из молибдена с разностью потенциалов до 1280 В.
    Сильное электрическое поле разгоняет ионы до скорости около 30.5 км/с, и они вылетают из сопла ДУ в открытый космос. Чтобы предотвратить накопление аппаратом отрицательного заряда и возвращение вылетевших ионов, расположенный у самого выхода камеры нейтрализующий электрод вводит в поток ионов электроны, которые нейтрализуют их заряд.
    Масса двигателя DS1 – 48 кг, диаметр сопла – 30 см. Ксенон хранится на борту в сверхкритическом состоянии под давлением свыше 70 атм и легко газифицируется. Минимальная тяга двигателя составляет 20 мН (2 гс) при потребляемой мощности 500 Вт. При работе на полной тяге в 90 мН (9 гс – вес листа бумаги!) ДУ потребляет около 2500 Вт электроэнергии. (В полете на полную тягу ИЭРД включаться не будет, поскольку СБ не могут обеспечить соответствующую мощность. Реально возможна работа на уровнях тяги от TH0 до TH15, что соответствует потребляемой мощности от 500 до 2300 Вт.)


    В ноябре 1992 г. Отделение бортовых ДУ центра Льюиса (LeRC) и Лаборатория реактивного движения объединили усилия по разработке и внедрению технологии использования солнечной электрической энергии. Основной целью программы NSTAR (NASA Solar Electric Propulsion Technology Application Readiness) была разработка солнечной электрореактивной ДУ для межпланетных станций, и в первую очередь – для первого КА по программе New Millenium.
    Первый экспериментальный образец двигателя проработал на полной тяге 2000 часов. В июне 1996 г. были начаты долговременные испытания созданного в центре Льюиса прототипа летного двигателя в барокамере JPL. Тест был успешно завершен 25 сентября 1997 г., когда ИЭРД наработал 8192 часа. Расход топлива (ксенона) при этом составил 85 кг.
    В 1995 г. NASA выдало компании Hughes Electron Dynamics Division (г.Торранс, Калифорния) контракт на 8.1 млн $ на изготовление с использованием опыта программы NSTAR двух летных экземпляров ионного двигателя (одного для КА DS1 и одного для ресурсных испытаний), а также управляющих блоков PPU и DCIU к ним. Фирма Spectrum Astro Inc. разработала блоки DCIU; JPL совместно с компанией Moog Inc. (г.Ист-Орора, штат Нью-Йорк) – систему подачи ксенона. В работе также участвовала компания Physical Science Inc. (г.Эндовер, Массачусеттс). Нетрудно видеть, что изготовление летных двигателей шло параллельно с испытаниями опытного образца. Приемочные испытания двух летных комплектов прошли в LeRC в марте и июне 1998 г.


    На DS1 установлены солнечные батареи (СБ) новой конструкции, выполненные на основе высокоэффективных солнечных фото-приемников и линз для фокусировки на них солнечного света. Это две СБ SCARLET II (Solar Concentrator Arrays with Refractive Linear Element Technology). Первая и последняя попытка использовать СБ подобной конструкции (SCARLET-I) была сделана на спутнике METEOR, утерянном при аварийном пуске РН Conestoga в октябре 1995 г. В космосе такие СБ еще не испытывались.
    Каждая из двух солнечных батарей DS1 состоит из четырех секций размером 113x160 см.
    На них находятся 3600 ячеек фотоприемников (солнечных элементов), выполненных из фосфида галлия-индия, арсенида галлия и германия. Количество дорогостоящих солнечных элементов составляет всего 15% от нормального для такой площади, однако на них фокусируют солнечный свет 720 кремниевых цилиндрических линз Френеля. Благодаря концентраторам малое количество солнечных элементов обеспечивает в начале полета (на расстоянии 1 а.е. от Солнца и без учета деградации) мощность 2400 Вт. С квадратного метра снимается 166 Вт, что на 15–20% выше современной нормы. Масса батарей составляет 58 кг, так что удельная мощность на единицу массы – около 50 Вт/кг. Выходное напряжение батарей – 100 В.
    Применение концентраторов требует высокой точности ориентации батарей по отношению к Солнцу. При отклонении угла падения от штатного всего на несколько градусов снимаемая мощность падает в несколько раз.
    Батареи типа SCARLETT были разработаны на средства Организации по защите от баллистических ракет (BMDO) МО США компаниями AEC-Able Engineering Co. (г.Голета, Калифорния) и Entech (г.Келлер, Техас) при участии LeRC. Интерес BMDO к этой разработке заключается в возможности последующего использования дешевых батарей в космических системах обнаружения и сопровождения баллистических ракет.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

Историческая справка по американским ионным двигателям     Работы по ионным электроракетным двигателям (ИЭРД) в США начались в 1950-х годах. Первая ионная ДУ была построена инженером Исследовательского центра имени Льюиса (LeRC) д-ром Харолдом Кауфманом (Harold Kaufman) в 1959 г. Два ионных двигателя Центра Льюиса были установлены на ракете Scout, запущенной 20 июля 1964 г. с о-ва Уоллопс пот суборбитальной траектории в рамках проекта SERT-1 (Space Electric Rocket Test 1).     Один из двух двигателей на борту не сработал, второй проработал 31 мин. Следующий запуск для проверки ИЭРД был выполнен 3 февраля 1970 г. КА SERT2 был запущен носителем Thor Agena с Ванденберга. Один из двух ИЭРД на борту проработал более пяти месяцев, второй – около трех месяцев.     Сначала в качестве рабочего тела в ионных двигателях использовался цезий и ртуть – элементы с высокой атомной массой. Так, в эксперименте SERT-1 одна ДУ была цезиевой, вторая – ртутной. На SERT-2 оба ИЭРД были ртутными. Однако при комнатной температуре цезий – твердое вещество, а ртуть – жидкость. Для работы ИЭРД их сначала надо было нагреть и перевести в газообразное состояние. Кроме того, молекулы цезия и ртути конденсировались из струи, истекающей из ИЭРД, и оседали в виде металлической пленки на внешних поверхностях КА.     В конце концов конструкторы отказались от этих видов топлива и перешли на ксенон. Первый ксеноновый двигатель был создан Исследовательской лабораторией компании Hughes и запущен 30 января 1979 г. на экспериментальном спутнике SCATHA (Spacecraft Charging at High Altitude), созданном Лабораторией геофизики ВВС США.     Результаты испытаний стали основой для создания фирмой Hughes нескольких ионных двигателей. В апреле 1997 г. компания запустила первый коммерческий спутник PanAmSat 5 (типа HS601HP) с ИЭРД XIPS (диам. 13 см) для коррекции в широтном направлении, а 25-см двигатель будет установлен на аппарате типа HS702 (запуск в начале 1999).

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    Высокая автономность полета DS1 достигается за счет системы автономной навигации AutoNav. Обычно точное положение АМС относительно Земли определяется радиотехническими средствами. В случае DS1, помимо этого, впервые используются навигационные снимки космических тел, передаваемые на Землю. По результатам обработки данных на Земле на борт КА выдают команды коррекции траектории.
    Наличие в составе КА ИЭРД, способного работать непрерывно долгое время, накладывает на организацию управления свои особенности. DS1 изменяет скорость своего движения постоянно, и для его сопровождения наземными средствами необходимо постоянное определение параметров траектории.
    Система AutoNav способна самостоятельно выполнять часть работы, обычно возлагаемой на наземные службы. Она будет выполнять с помощью камеры MICAS навигационные съемки известных астероидов на фоне звездного неба. В память бортовой ЭВМ заложены данные по орбитам 250 астероидов и координаты 250 тыс звезд. По положению астероида относительно звезд будет автономно определяться местонахождение КА в пространстве. Точность этого определения примерно на порядок хуже, чем с помощью земных радиотехнических средств, но для задач DS1 приемлема.
    В первый период полета аппарата планируются съемки четырех-пяти астероидов по три раза в неделю. В дальнейшем будут выполняться наблюдения до семи астероидов в неделю. В период пролета астероида DS1 ориентируется по цели. Коррекции будут в большинстве случаев отрабатываться с помощью ИЭРД, в отдельных случаях могут применяться гидразиновые двигатели. В любом случае разработанный в JPL «автономный навигатор» способен самостоятельно варьировать параметрами бортовых ДУ.


    Станция Deep Space 1 была доставлена во Флориду 17 августа 1998. После необходимых испытаний 12 октября она была пристыкована к РН Delta 2, уже собранной на старте, и 16 октября закрыта головным обтекателем.
    Астрономическое окно для запуска DS1 открылось 15 октября. В случае невыполнения запуска до 10 ноября стартовая площадка должна была быть освобождена для запуска более приоритетной АМС Mars Climate Orbiter.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    В сентябре старт DS1 был официально назначен на 25 октября в 06:59:50 EST (11:59:50 UTC), а уже в октябре в связи с изменениями в графике пусков из Флориды перенесен на сутки назад – на 24 октября.
    Стартовое окно в этот день начиналось в 08:00:10 EDT (12:00:10 UTC) и продолжалось 48 мин 41 сек.
    Реально 261-й пуск РН семейства Delta был назначен на 08:01:00. На последних минутах предстартового отсчета специалистам Boeing потребовалось дополнительное время для проверки каких-то телеметрических данных, и запуск был отложен еще на 7 минут.


    Итак, Deep Space 1 отделился от 3-й ступени носителя на высоте 550 км над Индийским океаном на близкой к расчетной отлетной траектории через 53 мин после запуска, в 09:01 EDT. Подтверждение отделения через специальный самолетный ИП не было получено. Оставалось ждать первого сеанса связи через Канберру, который должен был начаться на 82-й минуте полета с допуском 75–90 мин. Расчетное время наступило – сигнала нет. Группа управления уже готовила аварийный набор команд для активации КА, и до отправки его на борт оставалось 5 минут, когда через 97 мин после старта Канберра приняла первую телеметрию и передала ее в JPL.
    На 13-й минуте сеанса стало ясно, что солнечные батареи станции развернуты. Та ким образом, две из 12 технологий – радио-система и солнечные батареи – прошли проверку в течение первых двух часов полета.
    Обработка телеметрии показала, что мощность системы электропитания, температура на борту и ориентация КА – штатные. Через 7 часов после старта на КА были поданы команды на сброс информации, записанной на борту до начала первого сеанса.
    Во время выведения на КА работали только нагреватели системы терморегулирования, радиоприемник и система, регистрирующая отделение КА от третьей ступени.
    Передатчик КА, бортовая ЭВМ и большая часть электроники были выключены. После отделения КА от РБ была включена и прошла 30-секундное самотестирование бортовая ЭВМ. Компьютер перевел DS1 в полетный режим и произвел включение бортовых подсистем. Подсистема ориентации и стабилизации вышла в режим парирования нежелательного вращения и колебания КА, возникших после отделения от РБ. Звездный датчик определял ориентацию КА по звездам, которые попали в его поле зрения.
    КА после отделения от РБ находился в земной тени, но был заранее развернут в сторону восхода Солнца. Тогда же раскрылись, зафиксировались и сориентировались на точку восхода обе солнечные батареи. После выхода из тени был включен радиопередатчик и начался сброс телеметрии.
    По сообщению Джонатана МакДауэлла (США), параметры начальной гелиоцентрической орбиты DS1 составили:

    – наклонение – 0.4°;
    – минимальное расстояние от Солнца – 0.99 а.е.;
    – максимальное расстояние от Солнца – 1.32 а.е.;
    – период обращения – 453 дня.



    Первые два дня полета группа управления занималась переводом станции из стартовой конфигурации в полетную. В течение первых суток было выявлено ненормальное поведение звездного датчика. Этот прибор большую часть времени работал нормально, но иногда на 1–2 секунды отказывал. К 28 октября «поведение» звездного датчика улучшилось.
    Тем временем прошел сбой в блоке управления ориентацией СБ, в результате которого одна из солнечных батарей была временно развернута от Солнца. Вечером 27 октября и эту неисправность удалось устранить.
    27 октября началась двухнедельная подготовка к тестированию ионной ДУ – был включен блок управления установкой. 30 октября аппарат был сориентирован так, что ось ионного двигателя была отклонена от направления на Солнце на 30°. Под солнечными лучами освещенные части системы подачи ксенона и собственно ионного двигателя нагрелись до 110°C, а маска двигателя (титановое кольцо между сетками) – даже до 146°. В ходе «прожарки» из двигателя были удалены частицы льда и других атмосферных составляющих, которые могли по мешать его работе. Затем была выполнена проливка небольшого количества ксенона – чтобы убедиться, что магистрали не имеют «пробок». 31 октября станцию возвратили в нормальную полетную ориентацию.
    Затем группа управления занялась тестированием солнечных батарей с концентраторами – были замерены их электрические характеристики. В составе СБ имеется восемь модулей по пять солнечных элементов в каждом, оснащенных измерительными устройствами для измерения напряжения и тока. Эта работа была также завершена 31 октября, на сутки раньше плана. 1 ноября прошел второй этап тестирования. В течение 10 часов солнечные батареи разворачивались в разные положения и проводилось ориентирование аппарата, чтобы найти оптимальный угол падения лучей на СБ.
    2 ноября около 20:00 PST (3 ноября, 04:00 UTC) было отмечено кратковременное изменение ориентации станции по неизвестной причине. Система обнаружения неисправностей и система ориентации DS1 сработали и восстановили штатную ориентацию.


    5 ноября была продолжена подготовка к включению ионного двигателя. В 08:19 PST были включены на 5 часов нагреватели катодов ДУ, а в 15:00 выполнен наддувбака с ксеноном. Все было готово к тестированию ДУ в «диодном режиме», которое планировалось на пятницу 6 ноября, но из-за проблем со связью было отложено до понедельника.
    9 ноября в 08:54 был начат последний тест перед включением ДУ. Он включал четырехчасовой прогрев катодов – чтобы в двигателе не осталось областей низкого давления, способных поддерживать электрическую дугу. Были также включены оба полых катода (ионизирующий и нейтрализующий) и два из трех источников питания в блоке PPU. Ксенон подавался в камеру и ионизировался, но ускоряющие электроды не были включены и ускорения ионов не происходило. Тест прошел без замечаний; диагностические датчики для контроля влияния двигателя на среду вокруг станции работали штатно.
    Наконец, 10 ноября в 11:30 PST (19:30 UTC) ионный двигатель на DS1 был включен для «приемочных испытаний». Планировалось в течение двух дней проверить его работу и измерить потребляемую мощность на шести различных уровнях тяги, вплоть до максимальной. Всего двигатель должен был проработать 16 часов. Одновременно наземные станции должны были вести допплеровские измерения для определения приращения скорости станции и, соответственно, тяги. Точность этих измерений позволяет «увидеть» изменение скорости КА на 0.1 мм/с. Полученные данные планировалось сравнить с расчетными, а также использовать в качестве эталона для планирования маневров и исследования деградации характеристик ИЭРД со временем.
    Но выполнить этот план не удалось, так как уже через 4.5 мин после начала работы ионный двигатель DS1 выключился. Группа управления сделала несколько попыток включить его вновь. Каждый раз ИЭРД нормально проходил циклограмму запуска, но тягу создать не удавалось. Группе управления не осталось ничего, как прекратить дальнейшие попытки и заняться анализом снятой информации. Ясно было только то, что все остальные системы КА работали штатно в период работы ДУ и при попытках ее повторного запуска.
    Подобные отключения ионных двигателей ранее отмечались как в наземных экспериментах, так и на КА на околоземной орбите.


    Отказом 10 ноября неприятности с DS1 не кончились. 11 ноября в 11:41 PST бортовая система защиты зафиксировала возможную неисправность звездного датчика – он прекратил отслеживать звезды. Через 8 мин программа защиты попыталась выключить и включить датчик – безрезультатно. Вторая попытка, еще через 8 мин – вновь без успеха. В соответствии с заложенной в программу логикой, в 12:05 PST КА был переведен в защитный режим.
    Защитный режим – это заведомо безопасное состояние, в котором станция может ждать помощи от Земли. Аппарат ориентируется так, чтобы солнечный датчик и солнечные батареи были направлены на Солнце, и стабилизируется вращением со скоростью один оборот в час. Снижается скорость передачи данных с борта – с 9480 до 2100 бит/с.
    Телеметрия с DS1 показала, что переход был выполнен нормально и что все системы КА работают нормально. А звездный датчик возобновил свою работу через несколько минут после перехода в защитный режим.
    Почти одновременно с отказом звездного датчика на исполнительные органы развертывания солнечных батарей внезапно было подано питание. Так как батареи были уже давно развернуты, никаких неприятностей эта вторая неисправность не повлекла. 13 ноября ее удалось воспроизвести на наземном аналоге и установить причины. Поведение звездного датчика осталось необъясненным.

DEEP SPACE 1: ОТРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ

    13 ноября в течение шести часов, начиная с 14:00 PST, командами с Земли станция была возвращена в штатный режим с ориентацией одной антенны LGA на Землю, включены отключенные 11 ноября приборы и системы. Пока специалисты по ионной ДУ прорабатывали план экспериментов и дальнейшего ее использования, 16 ноября были начаты испытания автономной навигационной системы КА и камеры MICAS. Пока объектив MICAS закрыт крышкой, прозрачной для видимого и инфракрасного излучения, но непрозрачной в ультрафиолете. Это сделано для того, чтобы остаточное газовыделение КА не загрязнило оптику MICAS.
    В качестве первых целей для «киберштурмана» AutoNav были выбраны определенные звезды. 16 ноября на борт была заложена текущая информация для запуска AutoNav, и 17 ноября после проверки системы ориентации бортовой «штурман» впервые начал навигационную съемку 20 космических объектов. Работал он отлично, но после 12 снимков развернул аппарат так, что его солнечный датчик не видел Солнца. При разработке эксперимента такая ориентация считалась временно допустимой. Система защиты, однако, «думала» иначе и в 15:30 PST прервала тест и во второй раз за неделю отправила станцию в защитный режим!
    18 ноября к 16 часам группа управления вернула DS1 в нормальную работу. На следующее утро на борт была загружена диагностическая программа для повторения «приемочных испытаний» ионного двигателя. С ее помощью специалисты получат более точные данные по напряжениям и токам во время включения ДУ и смогут выбрать одну из возможных стратегий использования двигателя.
    По состоянию на 21 ноября станция находится на расстоянии около 4.3 млн км от Земли и удаляется примерно на 150000 км в сутки.