选择太阳辐照度数据的光谱仪GydF4y2Ba

Spectrometer, Solar Irradiance, Stratosphere, RADIANCE Project

位于科罗拉多大学(CU)的廉价Cubesat实验(RADIANCE)上的高海拔研究的Boulder研究项目正在准备北极Hiwind Gondola上的两周测试飞行。测试飞行由大学大气研究公司(UCAR)赞助。GydF4y2Ba

辐射项目GydF4y2Ba

在CU的航空航天工程学士学位课程中,有机会为现实世界客户开展项目。GydF4y2Ba

国家大气研究中心(NCAR)的一部分,高海拔天文台(HAO)启动了辐射项目。工程研究员詹妮·坎普梅尔(Jenny Kampmeier)是从航空航天工程学生申请人中选出的,他正在领导Radiance团队。GydF4y2Ba

Radiance项目涉及使用完全商业的现成(COTS)组件开发3U立方体原型。目的是开发方式,为气候科学家提供可靠的连续太阳辐照度数据,这些数据廉价且易于大规模生产和校准,并采用Cubesats。GydF4y2Ba

对于气候科学家来说,保持太阳辐射数据的连续记录是为了研究太阳辐射对地球气候的影响,这一点很重要。自1978年11月Nimbus-7航天器推出以来,辐照数据就可以使用。但是,开发和资助延迟,仪器故障和发射时间表在历史记录中造成了差距。GydF4y2Ba

此外,确定太阳辐照度的现有方法采用了主动腔电取代辐射测定法。这些方法涉及大量资助的空间任务,例如NASA Sorce航天器上的Tim仪器。不同的机构参与了开发辐射仪器的开发,这些仪器彼此不同。校准有很大变化,因此可用的数据不一致。GydF4y2Ba

设计挑战GydF4y2Ba

研究人员和科学家使用3U Cubesat计划在太空飞行任务中部署标准化有效载荷。尺寸为10厘米x 10厘米x 30厘米,3U有效载荷(一个“ U”表示1000厘米GydF4y2Ba3GydF4y2Ba) must accommodate the full complement of sensors, data handling, power supply and command processor for deployment on the HiWind Gondola flight.

除了严格的尺寸和重量限制外,该项目还要求在预算同样严格的预算内使用COTS零件。尽管如此,必须满足运营要求和其他约束。GydF4y2Ba

Spectrometer, Solar Irradiance, Stratosphere, RADIANCE Project

考虑到Hiwind缆车上的环境条件,该团队包括热系统,以在飞行过程中以及其上升和下降期间保持运营条件。GydF4y2Ba

除了捕获仍然太阳图像并进行辐照度测量外,Radiance Cubesat还将测量湿度,温度和其他环境数据,除了测量记录态度的降低角度。GydF4y2Ba

Spectrometer, Solar Irradiance, Stratosphere, RADIANCE Project

The main objective of the RADIANCE project is to take valuable solar irradiance measurements. To be successful in this effort, the minimum criterion is to obtain wide-spectra measurements between 250-1000 nm at the rate of 1 spectra/minute during the duration of the flight. The choice of spectrometers dictated the ability to perform wide-spectrum irradiance measurements, within the other limitations and parameters.

光谱仪选择GydF4y2Ba

辐射团队发现GydF4y2BaAvantes spectrometers,感谢同行推荐和研究。通过与Avantes,Inc。总经理Damon Lenski紧密合作,Radiance团队选择了Avaspec-Mini,该AVASPEC MINI具有后固体的CCD Linear Array 2048 Pixel Tecter,并提供高达0.1 nm的分辨率。但是,由于价格,该团队最初表现出对Min​​i的兴趣。GydF4y2Ba

We had a budget of $5000 to complete the entire project.其他生产光谱仪的公司足够小,足以适合我们的型号,引用了预算之外的价格。GydF4y2Ba

Project Member, Jeremy Muesing

尽管价格是选择Avantes的Avaspec-Mini光谱仪的最初决定因素,但Radiance团队对其性能感到满意。尽管项目范围仅在250-1000 nm范围内,但Mini提供了200-1100 nm的UV/VIS光谱范围为200-1100 nm。GydF4y2Ba

我们的范围稍大,只要我们提供更多的科学数据,我们的客户总是很高兴。GydF4y2Ba

Project Member, Jeremy MuesinGGydF4y2Ba

Weighing just 174 g and roughly of the size of a deck of cards (94.5 x 67 x 19.5 mm), this ultra-low stray light device can be conveniently integrated. The RADIANCE team used the Avantes’ demo program for code development, and closely collaborated with Avantes engineers to perfect integration and calibration of the AvaSpec-MINI.

北极Hiwind Gondola任务GydF4y2Ba

通过设计审查后,正在对3U Cubesat辐射项目的原型进行测试。在该项目的最后阶段中,将在HiWind Gondola上进行2周的圆形高空气球飞行2周,以便以40公里的高度圈出南极大陆。GydF4y2Ba

The project requirements entail the payload to withstand and operate in harsh climatic conditions during ascent, flight, and descent, to successfully land, and to operate on its own power and not rely on that of the HiWind Gondola.

The payload shall collect solar irradiance data above the specified 1 nm resolution (AvaSpec-MINI提供0.1 nm的分辨率),超过250-1000 nm频谱目标。所有收集的光谱和环境环境数据将由Radiance Cubesat存储在持久的数据存储设备上,以方便检索。GydF4y2Ba

The highly anticipated first flight of the RADIANCE CubeSat has been scheduled for the winter of 2017-2018, marking the completion of the current phase of the RADIANCE project.

RADIANCE Path to Space

预计Hiwind辐射部署将超过预期。CU设计团队在使用COTS组件开发质量可实现的辐照线方方面的明显进展,鼓励NCAR和HAO制定计划,以继续开发空间准备就绪。GydF4y2Ba

但是,通往空间的道路有其自身的挑战。必须重新配置用于空间辐射立方体的热系统以冷却仪器并从有效载荷中散发热量,而不是在上升时加热仪器。空间有效载荷也应具有至少三个反应轮,以控制高度 - 高空测试期间由HiWind控制的调整。GydF4y2Ba

但是,预计Radiance项目赞助商将在下一阶段开发丢失的太阳能辐照度测量标准的下一阶段取得优惠的结果,朝着未来的太阳能辐照度数据,可以理解并可以访问以进行进一步的气候研究。GydF4y2Ba

Avantes是气候研究的骄傲倡导者GydF4y2Ba

The local distributor or sales engineer of Avantes can be contacted in order to learn more about irradiance applications, such as this project, or to find out the capabilities of Avantes’ OEM integrations. This will help a client to understand why Jeremy Muesing of the RADIANCE team said:

与Avantes合作真是不可思议!我无法告诉您我们有多少次就伟大的制造商Avantes进行了对话。他们的销售和支持团队在我们的互动中的反应如何,给我们留下了深刻的印象。他们超越了帮助我们进行这个项目。GydF4y2Ba

杰里米·削减GydF4y2Ba

资源GydF4y2Ba

此信息已从Avantes BV提供的材料中采购,审查和改编。欧洲杯足球竞彩GydF4y2Ba

有关此消息来源的更多信息,请访问GydF4y2BaAvantes BV。GydF4y2Ba

Citations

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    Avantes BV。(2021, November 24). Selecting a Spectrometer for Solar Irradiance Data. AZoM. Retrieved on December 24, 2021 from //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13757.

  • MLAGydF4y2Ba

    Avantes BV。“选择太阳辐照度数据的光谱仪”。GydF4y2BaAZoM。24December 2021. .

  • Chicago

    Avantes BV。“选择太阳辐照度数据的光谱仪”。azom。//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=13757。(2021年12月24日访问)。GydF4y2Ba

  • Harvard

    Avantes BV。2021。GydF4y2Ba选择太阳辐照度数据的光谱仪GydF4y2Ba。Azom,2021年12月24日,https://www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=13757。GydF4y2Ba

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