Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer

У этого термина существуют и другие значения, см. FUSE.

FUSE (аббревиатура от англ. Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer, буквально переводится как «Спектроскопический исследователь дальнего УФ-диапазона») — орбитальный космический телескоп, работавший в ультрафиолетовом диапазоне. Аппарат был запущен 24 июня 1999 года с помощью ракеты-носителя Дельта-2 с базы ВВС на мысе Канаверал во Флориде на эллиптическую переходную орбиту. Основной целью созданию FUSE является изучение состава межзвёздного газа путём наблюдения космических объектов в диапазоне волн от 90,5 до 119,5 нанометров. FUSE был частью программы «Эксплорер», и если бы НАСА не прекратило нумерацию спутников в 1975 году, получил бы имя «Эксплорер-77».

Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer (FUSE)
Предстартовая подготовка: FUSE в «чистой комнате», 3 мая 1999 года.
Организация	НАСА
Главные подрядчики	OSC
Другие названия	Эксплорер-77
Волновой диапазон	90,5 — 119,5 нм
COSPAR ID	1999-035A
NSSDCA ID	1999-035A
SCN	25791
Местонахождение	На орбите
Тип орбиты	Низкая опорная орбита
Высота орбиты	перигей — 746 км апогей — 760 км
Период обращения	99,9 мин
Дата запуска	24 июня 1999 года 15:44:00 UTC
Место запуска	мыс Канаверал[1]
Средство вывода на орбиту	Дельта-2 7320
Дата схода с орбиты	12 июля 2007 года[2]
Масса	1 335 кг
Тип телескопа	Ультрафиолетовый телескоп
Диаметр	0,6 м
Фокусное расстояние	f/15
Научные инструменты
ISOCAM	Диапазон 2,5—17 мкм
ISOPHOT	Диапазон 2,5—240 мкм
SWS	Диапазон 2,4—45 мкм
LWS	Диапазон 45—196,8 мкм
Логотип миссии
Сайт	fuse.pha.jhu.edu
Медиафайлы на Викискладе

История разработки

Возникновение проекта FUSE относится к 1982 году, в связи с возникновением необходимости продолжить начатые спутником ОАО-3 «Коперник» исследования в дальнем УФ-диапазоне. Новый проект должен был обладать более высокой чувствительностью. Первоначально запуск планировалось осуществить с шаттла, в связи с чем расчётная стоимость проекта составляла около 300 миллионов долларов. С 1990 года была начата разработка варианта под запуск одноразовым носителем. Причём аппарат, более тяжёлый, чем получившийся FUSE, должен был работать на высокоэллиптической орбите. В результате стоимость была снижена до 254 миллионов долларов^[3].

Проектом занимался Центр космических полётов Годдарда (НАСА), а основным разработчиком был выбран Университет Джонса Хопкинса в Мэриленде (в частности Лаборатория прикладной физики). К разработке научной аппаратуры были привлечены университеты и лаборатории США, Франции (Национальный центр космический исследований CNES) и Канады (CSA). Однако из-за меньшего объёма бюджетного финансирования, к сентябрю 1994 года стало понятно, что реализация проекта FUSE в первоначальном объёме невозможна^[4]. Проект был снова пересмотрен, и к марту 1995 года был представлен новый вариант: с более лёгким КА, запускаемым облегчённым вариантом ракеты-носителя Дельта-2 на низкую орбиту^[3].

Этот вариант был утверждён НАСА 13 ноября 1995 года и его стоимость составила 108 миллионов долларов^[5] (в дальнейшем стоимость всего проекта составила 214 миллионов: сам спутник обошёлся НАСА в 120 миллионов, а его запуск в 80 миллионов долларов, по 7 миллионов было потрачено CNES и CSA)^[3]. Контракт на проектирование, изготовление и испытания космического аппарата (на сумму 37 миллионов долларов) был получен Орбитальной научной корпорацией (ОНК), которая уже в августе 1995 года приступила к работе. Проектирование КА FUSE завершилось в июне 1996 года, в течение следующего года аппарат был изготовлен, и в феврале 1998 года успешно прошёл испытание. Таким образом в марте 1998 года (на три недели раньше оговоренного контрактом срока), ОНК поставило служебный борт заказчику^[6].

Ход миссии

13 августа 1998 года полностью собранный аппарат был доставлен в Центр Годдарда, где начались различные предполётные испытания (вибрационные с последующим контрольным включением, акустические, механические и электрические испытания солнечных батарей, имитация научного сеанса). Однако назначенный на осень старт пришлось отложить на март 1999 года, так как ураганом была повреждена основная наземная станция по приёму научной информации. В декабре 1998 года были выявлены неисправности обоих инерциальных блоков IRU, и запуск снова был перенён, уже на май. Из-за задержки на космодроме старта предыдущего спутника (GPS 2R номер SV-10, старт которого был перенесён с 22 апреля на май, а затем вообще отменён), сборка ракеты-носителя началась только 3 июня (вместо 29 апреля). Первоначально запуск был назначен на 23 июня, но из-за гроз был перенесён на сутки, и успешно состоялся 24 июня 1999 года^[3].

В течение первых трёх месяцев FUSE (с июля по сентябрь) аппарат проходил испытания: орбитальные (первые 45 суток) и этап подтверждения научных характеристик (еще 45 суток)^[3].

В 2001 году вышли из строя два из четырёх управляющих маховиков, в результате функции стабилизирования и наведения на исследуемые объекты были перенесены на магнитные исполнительные устройства^[7][8].

В мае 2001 года вышел из строя один из шести гироскопов, с учётом, что остальные пять также показывали не лучшее состояние (на FUSE использовались два комплекта по три кольцевых лазерных гироскопа для определения своей текущей ориентации). В течение двух лет было разработано новое бортовое программное обеспечение, которое позволяло FUSE работать с любым количеством гироскопов и даже при полном их отсутствии (так как в 2004 году вышел из строя третий гироскоп^[9]). Теперь для определения текущей ориентации использовался датчик точного гидирования^[8]. Наблюдения возобновились только 1 ноября 2005 года^[9].

12 июля 2007 года вышел из строя третий маховик и через месяц безуспешных попыток исправить ситуацию Центр управления сдался. 14 августа было предложено прекратить использование FUSE в научных целях. 18 октября 2007 года был закрыт Центр управления телескопом, а сам FUSE выведен НАСА из эксплуатации. Что примечательно, вместо заявленных трёх лет, аппарат проработал 8 лет^[10].

Конструкция

ОНК подошли к разработке на основе опыта предыдущих своих проектов: EUVE (англ. Extreme Ultraviolet Explorer) и XTE (англ. X-ray Timing Explorer). В служебный борт FUSE общей массой 580 кг входили^[3]:

• Система трёхосной ориентации, где в качестве датчиков были использованы четыре инерциальных блока IRU, трёхосный магнитометр и грубые солнечные датчики, а в качестве исполнительных органов: четыре маховика и магнитная система;
• Система электропитания с солнечными батареями на арсениде галлия (площадь 3,5 м², мощность 500 Вт) и никель-кадмиевой аккумуляторной батареей на 40 А·ч;
• Система приёма команд;
• Система телеметрии, с 5 Вт передатчиком, работающим на частоте 2 249 МГц и скоростью передачи в 1 Мбит/с;
• Система обработки данных.

Объём бортового запоминающего устройство составлял 240 Мбит. Сам аппарат имел следующие габаритные размеры: 0,9 × 0,9 × 1,3 м.

Телескоп FUSE, разработанный университетом Хопкинса, имел общую массу 780 кг (таким образом, суммарная масса КА составляла 1 335 кг) и длину 4 м (таким образом, суммарная длина КА составляла 5,5 м)^[3].