"Personaalse uurimistoetuse järeldoktori toetus" projekt PUTJD601
PUTJD601 (PUTJD601) "Väikesatelliitide lastid asteroidide lähiuuringuteks astrobiolooogia, planetaarkaitse ja maavarade otsingu eesmärgil: eeluuring ja prototüüpimine (1.10.2016−30.09.2018)", Mihkel Pajusalu, Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, Tartu observatoorium, Tartu Observatoorium.
PUTJD601
Väikesatelliitide lastid asteroidide lähiuuringuteks astrobiolooogia, planetaarkaitse ja maavarade otsingu eesmärgil: eeluuring ja prototüüpimine
Small Asteroid Proximity Study Payloads for Astrobiology, Planetary Defense and Resource Prospecting: Evaluation and Prototyping
1.10.2016
30.09.2018
Teadus- ja arendusprojekt
Personaalse uurimistoetuse järeldoktori toetus
ETIS klassifikaatorAlamvaldkondCERCS klassifikaatorFrascati Manual’i klassifikaatorProtsent
4. Loodusteadused ja tehnika4.3. Kosmoseuuringud ja astronoomiaP520 Astronoomia, kosmoseuuringud, kosmosekeemia 1.2. Füüsikateadused (astronoomia ja kosmoseteadus, füüsika ja teised seotud teadused)100,0
AsutusRollPeriood
Tartu Ülikool, Loodus- ja täppisteaduste valdkond, Tartu observatooriumkoordinaator01.01.2018−30.09.2018
Tartu Observatooriumkoordinaator01.10.2016−31.12.2017
PerioodSumma
01.10.2016−30.09.201872 500,00 EUR
72 500,00 EUR

Uurimusprojekti tulemusena valmis asteroidide spektraalset kaardistamist võimaldava multispektraalse kaamera prototüüp, kaamerapiltide simuleerimise keskkond ning piltide põhjal asteroidi kuju määramise, pinna kaardistamise, ja kosmosesondi trajektoori rekonstrueerimise töövoog. Seega said kõik projekti põhieesmärgid täidetud. Instrument on integreeritud sisse Multi-Asteroid Touring missiooni kontseptsiooni ja avaldatud artiklina („Nanospacecraft Fleet for Multi-asteroid Touring with Electric SolarWind Sails“, Slavinskis et al 2018). Projekti täpsemad tulemused on vastu võetud 2019 IEEE Aerospace Conference programmi suulise ettekandena ja eelretsenseeritu konverentsiartiklina, mis avaldatakse ISI WoS indekseerituna. Kaamera prototüüpi sai katsetatud Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis nii sünteetiliste sihtmärkide kui ka Kuu ja tähtede vaatlemiseks. Projekti rahalised võimalused ei võimaldanud reaalse kosmosemissiooni jaoks ettenähtud spetsifikatsioonidele vastavat prototüüpi ehitada, kuid valminud prototüüp sobib hästi tulevaste projektide planeerimiseks. Projekti jätkamiseks on plaanis järgnevaid, suurema rahastusega grante taotleda. Asteroid piltide simuleerimise tarkvara võimaldab kosmosemissiooni käigus nähtavaid asteroide fotorealistlikult simuleerida ning arvutada realistelikke möödalennu trajektoore. See süsteem loob võimaluse asteroidimissioone planeerida ja algoritme Maa peal katsetada. Süsteemi on kasutatud lisaks ka kosmosemissiooni konsteptsioonipiltide ja videote valmistamiseks. Simuleeritud piltide töörlemise töövoog võimaldab ainult pildiinfo põhjal asteroidi pinna kaardistamist ja kosmosesondi trajektoori määramist. Sellise süsteemi olemasolu oli vajalik MAT missiooni kontseptsiooni jaoks, sest hajusad satelliidimissioonid ei saa sõltuda Maal põhinevatest trajektoori määramise meetoditest, millel praegused süsteemid põhinevad. Lisaks eelnevale õnnestus luua häid sidemeid erinevate MIT laboritega, mis võimaldavad tulevikus koostööd jätkata.
The project resulted in a prototype nanospacecraft telescope for multispectral asteroid mapping, in an image simulation system for the telescope, and a pipeline for analyzing the images for 3D reconstruction of asteroid surfaces and for determining spacecraft trajectories near asteroids. Therefore all main objectives of the project were fulfilled. The instrument has been selected and customized for the Multi-Asteroid Touring mission concept, which has been published („Nanospacecraft Fleet for Multi-asteroid Touring with Electric SolarWind Sails“, Slavinskis et al 2018). The more detailed results of the project have been selected for presentation at IEEE Aerospace Conference 2019 and will be published as a peer-reviewed and WoS-indexed article in the conference proceedings. The camera prototype was built and tested at Massachusetts Institute of Technology with both synthetic targets and the Moon and stars. The limited budget required downscaling of the instrument specifications, but the finished prototype serves as an excellent starting point for future developments. The image simulation (rendering) system allows to simulate photorealistic physics based asteroid images and model flyby trajectories, allowing for image processing and navigation algorithm development. The system has also been used for making publicity images and videos for showcasing the MAT mission. The image processing pipeline allows to reconstruct and map aseteroid surfaces using only flyby imagery. This is a requirement for autonomous distributed probe missions, as centralized Earth-based systems (such as the Deep Space Network) cannot be relied on. In addition to previous, the project allowed to gain good connections with various labs in MIT and this will allow cooperation in the future.
Uurimusprojekti tulemusena valmis asteroidide spektraalset kaardistamist võimaldava multispektraalse kaamera prototüüp, kaamerapiltide simuleerimise keskkond ning piltide põhjal asteroidi kuju määramise, pinna kaardistamise, ja kosmosesondi trajektoori rekonstrueerimise töövoog. Seega said kõik projekti põhieesmärgid täidetud. Instrument on integreeritud sisse Multi-Asteroid Touring missiooni kontseptsiooni ja avaldatud artiklina („Nanospacecraft Fleet for Multi-asteroid Touring with Electric SolarWind Sails“, Slavinskis et al 2018). Projekti täpsemad tulemused on vastu võetud 2019 IEEE Aerospace Conference programmi suulise ettekandena ja eelretsenseeritu konverentsiartiklina, mis avaldatakse ISI WoS indekseerituna. Kaamera prototüüpi sai katsetatud Massachusettsi Tehnoloogiainstituudis nii sünteetiliste sihtmärkide kui ka Kuu ja tähtede vaatlemiseks. Projekti rahalised võimalused ei võimaldanud reaalse kosmosemissiooni jaoks ettenähtud spetsifikatsioonidele vastavat prototüüpi ehitada, kuid valminud prototüüp sobib hästi tulevaste projektide planeerimiseks. Projekti jätkamiseks on plaanis järgnevaid, suurema rahastusega grante taotleda. Asteroid piltide simuleerimise tarkvara võimaldab kosmosemissiooni käigus nähtavaid asteroide fotorealistlikult simuleerida ning arvutada realistelikke möödalennu trajektoore. See süsteem loob võimaluse asteroidimissioone planeerida ja algoritme Maa peal katsetada. Süsteemi on kasutatud lisaks ka kosmosemissiooni konsteptsioonipiltide ja videote valmistamiseks. Simuleeritud piltide töörlemise töövoog võimaldab ainult pildiinfo põhjal asteroidi pinna kaardistamist ja kosmosesondi trajektoori määramist. Sellise süsteemi olemasolu oli vajalik MAT missiooni kontseptsiooni jaoks, sest hajusad satelliidimissioonid ei saa sõltuda Maal põhinevatest trajektoori määramise meetoditest, millel praegused süsteemid põhinevad. Lisaks eelnevale õnnestus luua häid sidemeid erinevate MIT laboritega, mis võimaldavad tulevikus koostööd jätkata.