AMSAT-OSCAR 40 (Phase-3D) 2001/3
bearbeitet von Frank Sperber, DL6DBN/AA9KJ
AMSAT-DL Journal

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Bericht des Kommandoteams über die Fluglageentwicklung

Michael R. Lengruesser, DD5ER, hat es in der Schnelle geschafft, eine Übersetzung des Berichts von James Miller anzufertigen. Vielen Dank!

Hallo zusammen,

AO-40 entwickelt sich nach unseren Erwartungen.
Die laufende Attitude Tabelle vom 23.April:

Attitude Messungen:
Orbit Alon Alat
----------------------
202 142 * * Alon basiert auf ES stop(s)
203 138 * ** Kameradaten ergeben Alon and Alat
204 136 *
205 133 *
206 132 *
207 128 14 **
208 127 *
209 125 *
210 121 *
211 119 *
212 116 *
213 114 *
214 - -
215 109 *
216 106 11 **
217 - -
218 102 *
219 - -
220 98 *
----------------------
-2.43°/Perigäum
RMS fit: 0.52°
Erwartete Attitude und Temperaturmessung :
Attitude | Batterien (deg.C)| Tanks (deg. C) | (deg. C) Panels
Orbit Lon/Lat SA | Main2 Aux1 Aux5 | MMH-3 N204+ NH3-2| IHU EPU 2-5
-----------------+------------------+-------------------+-------------------
200 -41 | 29.8 33.1 21.1 | 19.3 17.3 31.8 | 9.4 19.9 9.0
201 -43 | 31.1 35.1 21.9 | 19.9 18.6 33.1 | 10.0 21.2 7.1
202 141 16 -46 | 33.8 37.1 22.6 | 20.6 19.3 35.7 | 10.0 21.9 1.8
203 139 15 -48 | 35.1 39.0 23.2 | 21.2 20.6 37.1 | 10.0 22.6
204 136 15 -51 | 36.4 39.7 23.9 | 21.2 21.2 38.4 | 10.0 23.2 -2.5
205 134 15 -53 | 37.1 41.0 23.9 | 21.2 21.2 39.0 | 10.0 23.2 -4.5
206 131 14 -55 | 37.7 41.7 23.9 | 21.2 21.2 39.7 | 9.4 23.2 -6.4
207 129 14 -57 | 37.7 41.7 23.2 | 20.6 20.6 39.7 | 8.7 22.6 -8.4
208 126 14 -60 | 37.1 41.0 21.9 | 19.9 19.3 39.0 | 8.1 21.9 -10.4
209 124 13 -61 | 37.1 40.4 21.9 | 18.6 17.9 38.4 | 6.7 20.6 -13.7
210 121 13 -63 | 36.4 40.4 21.2 | 18.4 17.3 38.4 | 6.1 19.9 -15.0
211 119 13 -65 | 35.7 39.7 20.6 | 16.6 16.6 37.7 | 5.4 19.3 -17.0
212 117 12 -66 | 35.7 39.0 20.6 | 16.6 16.0 37.7 | 4.8 18.6 -18.3
213 114 12 -67 | 35.1 39.0 19.3 | 15.3 15.3 37.1 | 4.1 17.9 -19.6
214 112 12 -67 | 35.1 39.0 19.9 | 15.3 14.7 37.1 | 4.1 17.9 -19.6
215 109 11 -67 | 35.1 39.0 20.6 | 16.0 14.7 37.1 | 4.1 17.9 -19.6
216 107 11 -67 | 35.1 39.0 20.6 | 16.0 14.7 37.1 | 4.1 17.9 -19.0
217 104 11 -66 | 35.1 39.0 19.9 | 16.0 14.7 37.1 | 4.1 18.6 -18.3
218 102 10 -65 | 35.1 39.0 20.6 | 16.0 15.3 37.1 | 4.8 18.6 -17.6
219 99 10 -64 | 35.1 39.0 20.6 | 16.6 15.3 37.1 | 4.8 18.6 -16.3
220 97 10 -63 | 35.7 39.0 21.9 | 17.3 16.0 37.7 | 6.1 19.9 -13.7
221 95 9 -61 | | |
222 92 9 -59 | | |
223 90 9 -57 | | |
224 87 8 -55 | | |
225 85 8 -52 | | |
226 82 8 -50 | | |
227 80 7 -48 | | |
228 78 7 -45 | 2001-04-29 | |
-----------------+------------------+-------------------+--------------------
Alon Änderungen: -2.428°/Perigäum
Normale Präzision: -0.161°/Perigäum
--------------------------------------
"Mysteriöser Effekt": -2.267°/Perigäum
mit 2.046 Umdrehungen und Hp ~ 320 km
--------------------------------------

James Miller G3RUH bereitete folgende Informationen vor:


Hybernation #1 Analyse

-oder-

Werden die Kameras "gegrillt"?

von

James Miller G3RUH

24/04/2001

Zusammenfassung

Während der Hybernation #1 (2001 Jan/Feb) erreichte der Sonnenwinkel von AO-40 ungefähr 60°, und nicht 90° wie befürchtet. Die Kameras erhielten kein direktes Sonnelicht in die Linsen. Die Analyse basiert auf der Messung der Solar-Panel-Temperatur. Der "Mystische Effekt" wird beobachtet.

Einleitung

Die IHU-2 Kamerabilder sind sehr reduziert, so mussten wir ergründen was mit ihnen los ist. Eine Möglichkeit bestand, das der Sonnenwinkel während der Hybernation #1 (siehe Fussnote "Hybernation") 80° überstieg, und Sonnenlicht direkt in die Kameras einfiel.

Die Zeit verging

Rückblickend das Sonnenwinkelmessungen (siehe Fussnote) kurz vor der Hybernation #1 ergaben, das die Satelittenattitude rund ALON/ALAT 258/-15 war; dies liegt exakt auf der Ekliptic (Sonnenorbit), implizierte das der halbe Weg durch die Hybernation #1 mit einem Sonnenwinkel von +90° zu erwarten war; dies würde die Kameras "grillen". Dies war unsere ernste Befürchtung.

Die Hybernation #1 war erwartet vom 8.Januar bis 5. April (12 Wochen); zu jedermanns Überraschung, es dauerte sie nur bis zum 24.Februar (7 Wochen). So hatten wir ein Mysterium.

Sonnenwinkelmessungen kurz nach der Hybernation #1 zeigten die Attitude war nun 208/-26. Dies auch liegt genau in der Ekliptic Ebene. Mit Sicherheit war der Sonnenwinkel zeitweise grösser als 90°

Die Weisheit hinterher

Die Hybernation #2 war sehr gutmütig gewesen, und hat die Möglichkeit gegeben das Problem zu erklären

Während der Hybernation #2 hatten wir Messungen von ALON in jedem Orbit, von den Erdsensoren, und einige IHU-2 Kameradaten. Und wir fanden Konträres zu dem fundamentalen Verhalten eines "spinning P3-type" Satelitten (sieh Fussnote), AO-40's Attitude Winkel bewegt sich im inertialem Raum! Die Messwerte zeigten, das sich ALON wegen des "Mystischen Effektes" mit - 2.46°/Perigeum änderte.

Diese ALON Drift muss also auch während der Hybernation #1 bestanden haben. Und dieser Effekt ist der Attitude-Verlauf der Sonnenwinkel-Evolution, welches eine invariante Attitude über die Zeit vermuten lässt,

was zu falschen Ergebnissen führte. Bereits während der Hybernation #1 änderte sich die Attitude die ganze Zeit, diese Änderung konnte nicht in der Ekliptic Ebene stattgefunden haben, und dadurch ergab dies einen Sonnenwinkel nicht höher als 90°.

Wir nahmen seine Temperatur

So, noch einmal, was war der schlechteste Sonnenwinkel während der Hybernation #1, und können wir die Attitude auf Basis indirekter Messwert bestimmen ?

Um dies zu beantworten betrachten wir die Temperaturen von AO-40. Der sensitivste Indikator des Sonnenwinkels sind die Solar-Panel. Während der Hybernation #1 (Orbit 89-149) hatten wir nur Telemetrie-Daten kurz nach dem Perigeum, zwischen MA 0-18. Zu dieser Zeit endeten Eklipsen bei MA=5, und da war auch Erderwärmung, welches signifikanten Effekt hat, wenn AO-40 näher als MA=15 ist. Es war nicht einfach representative Solar-Panel-Temperaturen zu erhalten .

So jonglierte ich mit dem Wust von Telemetriedaten, und schrieb ein Programm [JRM] das mir aus jedem Orbit von Orbit 89 bis Orbit 149 [von Paul Willmott's magnifizentem Archiv - siehe Fussnote], Daten selektierte, und ermittelte die mittlere Temperatur der vier Solar-Panel 2+3+4+5, für jedes MA-Interval für den Telemetriedaten verfügbar waren.

Dies ergab eine Solar-Panel-Temperatur, während des Nadirpunktes der Hybernation #1 (Orbit 113-127), wenn so weit wie möglich und von der Eklipse entfernt, von typischerweise -11°C bis -13°C.

Temperaturen versus Sonnenwinkel?

Können diese Temperaturen zu Sonnenwinkel konvertiert werden? Erinnern wir uns, der Sonnenwinkel lag in unbekannten Regionen > +45° für die wir keine Kalibrierungsdaten haben.

Was haben wir zu tun, wie auch immer, ist die Solar-Panel-Temperatur versus Sonnenwinkel die bessere Charakterisierung der Hybernation #2. Die Differenz ist der in der Hybernation #1 positive Sonnenwinkel (Sonnenlicht auf den Top von AO- 40), und während der Hybernation #2 negativer Sonnenwinkel.

Die feste Vermutung war, das bei ca. 0° Sonnenwinkel, das Solar-Panel- Temperatur-Profil symmetrisch ist. Wir schlossen daraus das die selben positive und negative Sonnenwinkel zur gleichen Erwärmung führten. Es ist keine perfekte Vermutung, aber es sollte so sein.

In der Hybernation #2, korrespondierte eine Temperatur von -11C to -13C mit einem Sonnenwinkel von -60°. Daraus schlossen wir das der schlechteste Sonnenwinkel in der Hybernation #1,in der Grösse von +60° lag.

Ein Sonnenwinkel von(max) = +60° ergibt für die IHU-1 Kamera, und noch wichtiger für die SCOPE Kameras keine Exposition mit direktem Sonnenlicht.

Was war wirklich geschehen?

Wir können auf Grund dieses Ergebnisses den Attitudeverlauf für die Hybernation #1 wie folgt angeben.

Ein Sonnenwinkel von +60° während Orbit 120 impliziert eine ALAT von +7°. Wenn wir diesen Wert auch für Alat am Anfang und am Ende der Hybernation annehmen, dann finden wir folgende Attitudeswerte für AO-40:

        |  Orbit  SA   Alon  Alat
------+-------------------------
Anfang| 89 46 241 7
Nadir | 120 60 227 7
Ende | 149 46 214 7
------+-------------------------
Hybernation #1 Attitude Tabelle

Diese Daten ergeben noch mehr. Aus der Tabelle ersehen wir ein Änderung von ALON mit -0.435°/Perigäum. Durch die normale Präzession der Orbitebene ergibt sich für ALON eine Änderung von - 0.161°/Perigäum. Hier erklärt sich der "Mystische Effekt",er sorgt für eine zusätzliche Alondrift von - 0.274°/Perigäum.

Nun lasst uns Hybernation #1 und Hybernation #2 vergleichen:

                Beobachte  Normal   Mysterisch
Änderung Änderung Effekt Spin
ALON ALON ALON rate
Orbit °/p °/p °/p RPM
-----------------------------------------------
89-149 -0.44 -0.161 -0.274 17.60
202-218 -2.45 -0.161 -2.289 2.05
-----------------------------------------------

Intuitiv würde man ein Driftrate von ALON erwarten, die invers proportional zur Spinrate ist. Erstaunlicherweise, vergleich der letzten zwei Spalten zeigen die Wahrheit.

All dies durch einige Solar-Panel-Temperaturen. Ist die Erkenntnis hinterher nicht wundervoll!

Zu guter Letzt

Diese Analyse zeigt klar seit nahezu 6 Monaten im Orbit finden wir unseren Weg zu AO-40. Vieles ist unkalibriert, und einige Dinge offen, manches nicht erklärt werden, bis nach dem Geschehen die Telemetriedaten das Zeitliche zeigen.

Keine Antwort steht im Handbuch; Da ist keins. Wir schreiben das Handbuch wie es kommt.

Notes

Hybernation

"Hybernation" oder auch Winterschlaf ist ein Term zur Beschreibung der Perioden in denen der Sonnenwinkel 45° überschreitet

und der Sonnensensor nicht in Funktion ist,wir die Kontrolle über das Magnettorque-System durchführen In dieser Zeit durchläuft AO-40 eine kalte Phase von unvorteilhaften Sonnenwinkel, hoffentlich nicht zu unvorteilhaften.

Da waren zwei Perioden bis jetzt:

  Hyb. Date         Orbit
---------------------------
1 2001 Jan/Feb 89-149
2 2001 Apr 202-228
---------------------------

Dear All,

AO-40 performs very well according to our expectation.
The current attitude table as of Apr 23 is:

ATTITUDE MEASUREMENTS:
Orbit alon alat
----------------------
202 142 * * alon based on ES stop(s)
203 138 * ** camera gives alon and alat
204 136 *
205 133 *
206 132 *
207 128 14 **
208 127 *
209 125 *
210 121 *
211 119 *
212 116 *
213 114 *
214 - -
215 109 *
216 106 11 **
217 - -
218 102 *
219 - -
220 98 *
----------------------
-2.43°/perigee
RMS fit: 0.52°
ATTITUDE ESTIMATE and TEMPERATURE MEASUREMENTS:
Attitude | Batteries (deg.C)| Tanks (deg. C) | (deg. C) Panels
Orbit lon/lat SA | Main2 Aux1 Aux5 | MMH-3 N204+ NH3-2| IHU EPU 2-5
-----------------+------------------+-------------------+-------------------
200 -41 | 29.8 33.1 21.1 | 19.3 17.3 31.8 | 9.4 19.9 9.0
201 -43 | 31.1 35.1 21.9 | 19.9 18.6 33.1 | 10.0 21.2 7.1
202 141 16 -46 | 33.8 37.1 22.6 | 20.6 19.3 35.7 | 10.0 21.9 1.8
203 139 15 -48 | 35.1 39.0 23.2 | 21.2 20.6 37.1 | 10.0 22.6
204 136 15 -51 | 36.4 39.7 23.9 | 21.2 21.2 38.4 | 10.0 23.2 -2.5
205 134 15 -53 | 37.1 41.0 23.9 | 21.2 21.2 39.0 | 10.0 23.2 -4.5
206 131 14 -55 | 37.7 41.7 23.9 | 21.2 21.2 39.7 | 9.4 23.2 -6.4
207 129 14 -57 | 37.7 41.7 23.2 | 20.6 20.6 39.7 | 8.7 22.6 -8.4
208 126 14 -60 | 37.1 41.0 21.9 | 19.9 19.3 39.0 | 8.1 21.9 -10.4
209 124 13 -61 | 37.1 40.4 21.9 | 18.6 17.9 38.4 | 6.7 20.6 -13.7
210 121 13 -63 | 36.4 40.4 21.2 | 18.4 17.3 38.4 | 6.1 19.9 -15.0
211 119 13 -65 | 35.7 39.7 20.6 | 16.6 16.6 37.7 | 5.4 19.3 -17.0
212 117 12 -66 | 35.7 39.0 20.6 | 16.6 16.0 37.7 | 4.8 18.6 -18.3
213 114 12 -67 | 35.1 39.0 19.3 | 15.3 15.3 37.1 | 4.1 17.9 -19.6
214 112 12 -67 | 35.1 39.0 19.9 | 15.3 14.7 37.1 | 4.1 17.9 -19.6
215 109 11 -67 | 35.1 39.0 20.6 | 16.0 14.7 37.1 | 4.1 17.9 -19.6
216 107 11 -67 | 35.1 39.0 20.6 | 16.0 14.7 37.1 | 4.1 17.9 -19.0
217 104 11 -66 | 35.1 39.0 19.9 | 16.0 14.7 37.1 | 4.1 18.6 -18.3
218 102 10 -65 | 35.1 39.0 20.6 | 16.0 15.3 37.1 | 4.8 18.6 -17.6
219 99 10 -64 | 35.1 39.0 20.6 | 16.6 15.3 37.1 | 4.8 18.6 -16.3
220 97 10 -63 | 35.7 39.0 21.9 | 17.3 16.0 37.7 | 6.1 19.9 -13.7
221 95 9 -61 | | |
222 92 9 -59 | | |
223 90 9 -57 | | |
224 87 8 -55 | | |
225 85 8 -52 | | |
226 82 8 -50 | | |
227 80 7 -48 | | |
228 78 7 -45 | 2001-04-29 | |
-----------------+------------------+-------------------+--------------------
Rate of change of alon: -2.428°/perigee
Normal precession: -0.161°/perigee
--------------------------------------
Mystery effect: -2.267°/perigee at 2.046 rpm and Hp ~ 320 km
--------------------------------------

James Miller G3RUH also provided the following information:


Hibernation #1 Analysis

-or-

Did the Cameras Fry?

by

James Miller G3RUH

2001 Apr 24

Executive Summary

During hibernation #1 (2001 Jan/Feb) the AO-40 Sun angle reached
approximately 60°, and not 90° as was once feared. Thus the cameras
did not get direct sunlight onto their imagers. The analysis is based
on solar-panel temperatures. The "Mystery" torque is outlined.

Introduction

The IHU-2 camera pictures are now much degraded, so we need to explore what might have happened to it. One possibility was that during hibernation #1 (see notes for explanation of "hibernation") the Sun angle exceeded 80°, admitting sunlight directly into the camera.

A Time There Was

Recall that the Sun angle measurements (see notes) just /before/ hibernation #1 suggested that the s/c attitude direction was around ALON/ALAT 258/-15; this lies exactly on the Ecliptic (Sun's orbit), implying that half way through hibernation #1 we'd get a Sun angle of +90° which would fry the camera. At the time this was a very real concern.

Hibernation #1 was expected to take from Jan 08 to Apr 05 (12 weeks); to everyone's surprise, it lasted only until Feb 24 (7 weeks). So we had a mystery on our hands.

Sun angle measurements taken immediately /after/ hibernation #1 suggested the attitude was now 208/-26. This, too, lies exactly in the Ecliptic plane. So surely at some time the Sun angle must have passed through 90°

The Wisdom of Hindsight

Hibernation #2 has been very benign, and has enabled this problem to be explained.

During hibernation #2 we have had measurements of ALON every orbit, from the Earth sensors, and some IHU-2 camera data. And we find that contrary to the fundamental precepts of a spinning P3-type spacecraft (see notes), AO-40's attitude direction is moving in inertial space! The measurements show that ALON is changing by -2.46°/perigee due to some "Mystery Effect".

So this ALON drift must also have happened during hibernation #1. And the effect of this is that attitude determination by Sun Angle evolution, which assumes an invariant attitude with time, gives misleading results. This means that since during hibernation #1 the attitude direction was changing all the time, it could not possibly have been in the Ecliptic plane, and therefore the Sun angle did not pass through 90°.

Taking its Temperature

So, once again, what was the worst Sun angle during hibernation #1, and can we estimate the attitude trajectory based on indirect measurements!

To answer this we have to look at spacecraft temperatures. The most sensitive indicators of Sun angle are the solar panels. During hibernation #1 (orbits 89- 149) we only had telemetry just after perigee, roughly MA 0-18. At this time eclipses ended at MA=5, and there was also Earth warming which has quite a significant effect when the spacecraft is closer than about MA=15. So getting representative solar-panel temperatures would not be a simple matter.

To deal with the vast amount of data I [JRM] wrote a program that looks at each orbit's worth of telemetry from orbit 89 to orbit 149 [from Paul Willmott's magnificent archive - see notes], and calculates the average temperature of the four panels 2+3+4+5 taken together, during each MA interval for which there was any available telemetry.

From this we find that the solar panel temperatures during the nadir of hibernation #1 (orbits 113-127), when as far as possible from the Earth and from eclipse, was typically -11C to -13C.

Temperatures to Sun Angles?

Can this temperature be converted to a Sun angle? Remember, at the time the Sun angle was in unknown regions > +45° for which we have no direct calibration data.

What we do have now, however, is solar-panel temperatures vs Sun angle for the vastly better characterised hibernation #2. The difference is that in hibernation #1 the Sun angles were positive (Sun lights the s/c top), and during hibernation #2 Sun angles are negative.

So we make a bold assumption, that the solar-panel temperature profile is symmetric about zero Sun angle. That is, we suppose that the panels are heated the same amount for positive Sun angles as for negative Sun angles. it may not be a perfect assumption, but it shouldn't be too far out.

In hibernation #2, a temperature of -11C to -13C corresponds to a Sun angle of - 60°. Thus we propose that during hibernation #1, the worst Sun angle was of order +60°.

SA(max) = +60° means that the IHU-1 camera, and importantly, the SCOPE cameras were not exposed to damaging direct sunlight.

So What Really Happened?

We can build on this result to deduce the attitude history for hibernation #1. A Sun angle of +60° around orbit 120 implies an ALAT of +7°. If we also assume this value of alat at entry and exit of hibernation, then we find the following attitudes for the spacecraft:

        |  Orbit  SA   alon  alat
------+-------------------------
Entry | 89 46 241 7
Nadir | 120 60 227 7
Exit | 149 46 214 7
------+-------------------------
Hibernation #1 attitude table

There is more to be milked from this data. From the table, the rate of change of ALON is seen to be -0.435°/perigee. Now the rate of change in ALON due to normal precession of the orbit plane is -0.161°/perigee. Therefore the "Mystery Effect" accounts for an additional drift in ALON - 0.274°/perigee.

Now let us compare hibernation #1 and hibernation #2:

                Observed  Natural   Mystery
change change Effect Spin
ALON ALON ALON rate
Orbits °/p °/p °/p rpm
-----------------------------------------------
89-149 -0.44 -0.161 -0.274 17.60
202-218 -2.45 -0.161 -2.289 2.05
-----------------------------------------------

Intuitively you would expect the rate of drift in ALON to be inversely proportional to spin rate. Astonishingly, comparison of the last two columns shows this to be true.

All based on a few solar-panel temperatures. Isn't hindsight wonderful!

Homily

This analysis clearly illustrates that despite being in orbit nearly 6 months we are still feeling our way with AO-40. Much is uncalibrated, and things often cannot be explained until long after the event using telemetry elements that might have seemed insignificant at the time.

There are NO answers to simply look up from the manual; there isn't one. We're writing the manual as and when it happens.

Notes

Hibernation

"Hibernation" is a term applied to periods when the Sun angle exceeds 45° and the Sun sensors cannot function, depriving us of attitude control via the magnetorque system. Thus the s/c has to endure a cold spell of unfavourable Sun angles; hopefully not too unfavourable.

There have been two periods thus far:

  Hib. Date         Orbits
---------------------------
1 2001 Jan/Feb 89-149
2 2001 Apr 202-228
---------------------------

Sun Angle

This is the angle between the Sun's direction and the spacecraft's spin equator. Thus a Sun angle of 0° maximally illuminates the solar panels, whilst a Sun angle of 90° is directly onto the top or bottom of the spacecraft and gives no illumination at all. The management goal is to keep the Sun angle between +/- 45°. This is not always possible.

The "Sun Sensor" measures this angle, provided it is the above range.

Spinning Spacecraft

The principle of conservation of angular momentum requires that the direction of the spin axis remains constant in inertial coordinates unless acted upon by an /external/ torque. With P3 spacecraft the only torque of consequence supposedly comes from the magnetorquers, when they're in use. Any other change in attitude direction must therefore be due to some other source of torque.

The attitude direction can also be changed by an internal re-distribution of angular momentum from, in particular, momentum wheels.

AO-40 Telemetry Archive

To get archive data:

ftp://ftp.amsat.org/amsat/telemetry/ao40

To deposit data, any data, however poor, ZIP compress and send to:


73s Peter DB2OS
for the AO-40 Command Team

DL6DBN , 24.04.2001

Fluglage entwickelt sich wie erwartet positiv

 Dank der zahlreichen Stationen, die AO-40 am Wochenende vom 21./22. April empfangen und Telemetrie mitgeschrieben haben, konnten 11 Bilder aus dem Perigäum von Orbit 216 zur Fluglagebestimmung gewonnen werden. Danach hat sich die Fluglage des Satelliten mit nur zwei Grad Abweichung wie erwartet entwickelt und betrug am 20.4. ALON/ALAT 106/11. Der Spin ist unverändert bei knapp über zwei Umdrehungen pro Minute. Die bereits festgestellten Aspekte wie Deckung von Erdsensordaten und Kamerainformation, IHU-2-Zeit und ähnliches konnten bestätigt werden.

Die Bilder zeigen die charakteristischen "Ringe" und "Blasen", die seit dem Zwischenfall vom 13.12.2000 auf den YACE- Aufnahmen zu erkennen waren (Schäden auf der Linse durch Treibstoffreste?). Exemplarisch sei eine nachbearbeitete Aufnahme gezeigt, bei der YACE Richtung Mexiko und Südwesten der USA zeigte. Um die Datenmenge klein zu halten, sind die Bilder sehr stark komprimiert und enthalten daher keine sichtbaren Details.

  

  11 images taken by YACE have been downloaded from AO-40. The measured attitude from this images confirmed AO-40's attitude-developement within 2 deg. ALON/ALAT was 106/11 April 20th. All other conclusions of the last "photo- session" have been confirmed. It seems ALON develops as expected (see below).

DL6DBN , 23.04.2001

S-Band-Signale werden zunehmend besser

 Mit der kontinuierlichen Änderung der Fluglage (insbesondere ALON) in Richtung ALON/ALAT 90/14 (wird um den 25.4. erwartet) nehmen die Hörbarkeitsdauer und die Signalstärke der S2-Bake weiter zu. Für die nächsten Umläufe werden jeweils folgende Werte für ALON erwartet (ALAT wird mit 14 angegeben, der Spin beträgt rund 2 Umdrehungen pro Minute):

M QST de AO-40  2001 Apr 15.  Best estimate of attitude Alat=14;
Alon as per table. Your telemetry, good or bad, is essential to
the management of the spacecraft. Please "zip" compress your
daily telemetry files and send to:
Rev Alon | Rev Alon | Rev Alon | Rev Alon | Rev Alon| Rev Alon
210 122 | 213 115 | 216 108 | 219 101 | 222 94 | 225 86
211 120 | 214 112 | 217 105 | 220 98 | 223 91 | 226 84
212 117 | 215 110 | 218 103 | 221 96 | 224 89 | 227 82

(Bakenmitschnitt)

Inzwischen können Telemetrieblöcke mit korrekter Prüfsumme schon mit einfachen S-Band-Anlagen (16 Turn Helix, 35 cm Spiegel, Short-Backfire oder 20 Ele. Loopyagis) über einen längeren Zeitraum mitgeschrieben werden. Und das obwohl der Antennenschielwinkel (Squint) von AO-40 zwischen MA 235 und MA 255 noch immer zwischen 35 und 70 Grad liegt. Am 17.4. konnten z. B. bei DL6DBN mit einem 60 cm Spiegel (NF 2,5 dB) für gut eine Stunde Daten fehlerfrei mitgeschrieben werden. Allerdings gab es eine Phase mit starkem Fading, die sich zum einen durch die zeitweise Abdeckung durch den Raketenmotor erklären lässt, zum anderen aber durch den Signaleinbruch zwischen der Hauptkeule und der ersten Nebenkeule der S2-Band-Antenne von AO-40 verursacht wird (siehe Grafik).

  Reception of the S2-Beacon improves with continous change of ALON as mention in the M-Block table above. Reports are coming in, saying that good CRC telemetry has been copied over a longer periode (up to one hour) even with small equipement like 35 cm dishes, 16 turn helixes or loop-yagis. The graphics above give an impression of current Earth illumination by AO-40's antennas and the influence of antenna-lobes on fading.

DL6DBN , 18.04.2001

IHU-2/YACE nahmen Bilder auf, Fluglage bestimmt

Fluglagebestimmung anhand der Erdsensordaten und Kamerainformationen

  Hallo zusammen!

James Miller, G3RUH, gab folgende Informationen:

Kamerabilder von MA 250 im Orbit 207

Vier Bilder wurden gemacht. Die JPEG-Qualität war auf Q=20 gesetzt, um die Dateigröße klein zu halten. Die JPEGs sind enthalten 256 Graustufen. Die Uhr der IHU-2 wurde geprüft und war mit wenigen Sekunden Abweichung korrekt.

Aufgrund der letzten Keplerelemente, waren die Aufnahmebedingungen:

       2001 Apr 13   Rev 207
Image Filename utc MA
------------------------------------
P1 133206.jpg 1332:06 250.17
P2 133504.jpg 1335:06 250.84
P3 133803.jpg 1338:06 251.53
P4 134101.jpg 1341:06 252.20
------------------------------------

Die Spinrate beträgt 2,047 Umdrehungen pro Minute. Zur angegebenen Zeit blickte die Kamera von AO-40 in Richtung Erde auf den Golf von Mexiko.

Kommentare

1. Der Satellit rotiert etwa 14° während einer Belichtung, die Verzerrungen sind minimal.

2. Kreisförmige Abweichungen (ähnlich einem Krater) sind am oberen und unteren Rand zu erkennen. Wie auch immer sie sind nicht an der gleichen Stelle wie auf den Bilder aus dem Orbit 152.

3. Der Erdrand ist in drei der Aufnahmen und die Winkelentfernung von der Bildmitte deutet auf eine Fluglage von ALON/ALAT 128/14 mit einer nadelspitzen Konvergenz (hoher Genauigkeit). Siehe Bild oben.

4. Diese Feststellung deckt sich mit den letzten Triggerwerten der Erdsensoren um 12:32:08 (unterer) und 13:07:10 (oberer), was auch vor dem Zwischenfall des letzten Jahres so war.

5. Unter der Annahme, die Lage 128/14 ist korrekt, betrug der Sonnenwinkel für diese Aufnahmen -55°, als war die Sonne 35° von der -Z-Achse entfernt. Die Kamera sieht in +Z-Richtung.

Schlussfolgerungen

1. Die Kamera (YACE) und die genutzten Teile der IHU-2 arbeiten.

2. Erdsensoren und Kamerabefestigung sind unverändert.

3. Wir haben nun ein feste Vorstellung der Fluglage.

73s Peter DB2OS
für das AO-40 Kommandoteam

Dear All,

James Miller G3RUH provided the following information:

Camera Pictures Orbit 207 MA 250

Four pictures were taken. The JPEG quality was Q=20 in order to keep the file size small. The JPEGs are 256 greyscale. The IHU-2 clock was checked and found to be correct within a few seconds.

Based on the latest keplerian elements, conditions were:

       2001 Apr 13   Rev 207
Image Filename utc MA
------------------------------------
P1 133206.jpg 1332:06 250.17
P2 133504.jpg 1335:06 250.84
P3 133803.jpg 1338:06 251.53
P4 134101.jpg 1341:06 252.20
------------------------------------

Spin rate is 2.047 rpm

At the time, AO-40's camera view of the Earth was The Gulf of Mexico.

Comments

1. The spacecraft spins some 14 deg during the exposure; distortion is minimal.

2. Circular aberrations (like a crater) are observed at top and bottom. However they are /not/ in the same place as the pictures taken on orbit 152.

3. The Earth's edge is in three of these images, and the angular distance from the bore-sight indicates an attitude of alon/alat = 128/14 with pin-point convergence.

4. This estimate agrees with the Earth sensors' last triggers at 1232:08 (lower) and 1307:10 (upper), as was the case before the incident.

5. Assuming the attitude 128/14 is correct, the Sun angle for these images is - 55°; that is, the Sun is 35° from the -Z (spin) axis; the camera view is +Z.

Conclusion

1. The camera and much of the IHU-2 is working.

2. ES and camera mountings are unchanged.

3. We now have a firm idea on the attitude direction.

73s Peter DB2OS
for the AO-40 command team

  (YACE-image close to AO-40's perigee seeing Earth)

AMSAT-DL , 14.04.2001

S-Band Bake von MA 3 bis MA 80 aus

 Liebe Freundinnen und Freunde,

bitte beachten Sie:
Keine Bakenaussendungen von MA 3 bis MA 80

Dies dient der Energieeinsparunge während der ungünstigen Sonnenwinkel.

Die Fluglage wandert schnell weiter:

 Orbit   alon     SA    temp
-------------------------------
202 143 -49 10.0
203 139 -51 10.0
204 136 -53 10.0
205 134 -56 10.0
206 132 -58 9.4
207 129 -60 8.7
-------------------------------

ALON basiert auf Auswertung der Erdsensoren. Der Sonnenwinkel (SA) basiert auf der Annahme ALAT ~ 0°.

Wenn man die Daten oben extrapoliert, sollten die Sonnensensoren im Orbit 228 am 29. April 2001 wieder arbeiten. Dann beträgt der Sonnenwinkel -45° und ALON wäre =74.

Die IHU-2 wurde nochmals eingeschaltet, um drei Aufnahmen in einem dreiminütigen Intervall bei MA 250 im Orbit 207 zu machen. Bitte helfen Sie die gesendeten D-Datenblöcke zu sammeln. Bitte senden Sie eventuelle Telemetriemitschnitte ZIP-komprimiert per e-Mail an: 

73s Peter , DB2OS
für das AO-40 Kommandoteam

Dear All,

Please note:
THERE IS NO BEACON FROM MA 3 TO MA 80

This is to conserve some power.

The Attitude continues to drift quickly:

 Orbit   alon     SA    temp
-------------------------------
202 143 -49 10.0
203 139 -51 10.0
204 136 -53 10.0
205 134 -56 10.0
206 132 -58 9.4
207 129 -60 8.7
-------------------------------

ALON is based on Earth Sensor stop scanning both upper and lower scans) Sunangle SA is based on ALAT ~0°.

Extrapolating the above data, the Sun Sensors in the SEU should recover on 2001 Apr 29, orbit 228, when the Sunangle SA is -45° and the ALON = 74°

The IHU-2 was turned on again to take 3 pictures at 3 minute intervals orbit 207 ma 250. Please help collect the "D" block data download. Please "zip" compress your telemetry files and e-mail to: 

73s Peter , DB2OS
for the AO-40 command team

AMSAT-DL , 13.04.2001