Введение
Спутник был выведен на эллиптическую орбиту и несет коммерческую систему связи Cascade, а также комплекс научных приборов e POP (улучшенный зонд полярного выброса). Когерентная ЭМ-радиотомография (CER) для измерения распространения радиоволн и ионосферной сцинтилляции.
Быстрый ауроральный имиджер (FAI) для измерения крупномасштабных ауроральных излучений.
Эксперимент GPS по определению высоты и профилированию (GAP) для высокоточного определения положения и ориентации.
Изображающий и быстросканирующий ионный масс-спектрометр (IRM) для измерения трехмерного распределения ионов.
Флюксус-магнитометр (MGF) для высокоточного измерения возмущений магнитного поля.
Нейтральный масс-спектрометр (NMS) для измерения массы, состава и скорости нейтральных частиц.
Радиоприемный прибор (RRI) для измерения распространения радиоволн.
Изображатель супратермальных электронов (SEI) для измерения распределения электронов низкой энергии.
Fast Auroral Imager (FAI), measuring large scale auroral emissions
GPS Altitude and Profiling Experiment (GAP), high precision position and attitude determination
Imaging and Rapid Scanning Ion Mass Spectrometer (IRM), measuring the three dimensional distribution of ions
Fluxgate Magnetometer (MGF), high precision magnetic field perturbation measurement
Neutral Mass Spectrometer (NMS), measuring the mass, composition and velocity of neutral particles
Radio Receiver Instrument (RRI), measuring radio wave propagation
Suprathermal Electron Imager (SEI), measuring low energy electron distribution
Операции
После успешного запуска 29 сентября 2013 года CASSIOPE перешла в фазу ввода в эксплуатацию, которая продолжалась до 1 января 2014 года, при этом не было обнаружено неисправностей ни в шине космического аппарата, ни в полезной нагрузке. Для обеспечения работы использовались три наземные станции, включая Кируну (Швеция), Инувик (Канада) и немецкую антарктическую приёмную станцию на базе имени генерала Бернардо О’Иггинса в Антарктиде. Планировалось, что регулярные операции продлятся до марта 2015 года. Срок действия миссии был продлен за счёт финансирования из программы Technology Partnerships Canada через Управление промышленными технологиями, которое в то время являлось частью правительства Канады. В феврале 2018 года Европейское космическое агентство, в рамках программы миссий третьих сторон, интегрировало миссию в созвездие спутников Swarm, присвоив CASSIOPE название "Swarm Echo" и признав синергию между двумя миссиями в сборе данных о космической погоде на низкой околоземной орбите. Партнёрство позволило осуществлять четыре сеанса связи с наземными станциями в день вместо одного, что значительно увеличило объём данных, которые можно было загрузить с комплекта приборов e POP. 11 августа 2016 года одно из четырёх реактивных колёс, используемых для управления ориентацией космического аппарата, вышло из строя. Это не оказало существенного влияния на работу космического аппарата, поскольку для трёхосевой стабилизации требуется только три колёса. 27 февраля 2021 года вышло из строя второе реактивное колесо, что привело к переходу космического аппарата в медленно вращающееся безопасное состояние. В сентябре 2021 года трёх осевая стабилизация была восстановлена путём реализации конфигурации с ненулевым моментом импульса на двух оставшихся колёсах (вращением колёс в противоположных направлениях) и использованием магнитных компенсаторов для управления ориентацией. Три месяца спустя, 17 декабря 2021 года, вышло из строя третье реактивное колесо, лишив космический аппарат работоспособных средств для фиксированной ориентации. Хотя большинство приборов e POP оставались полностью работоспособными, отсутствие стабилизации ориентации не позволило достичь большинства научных целей, что привело к завершению оперативной фазы миссии 31 декабря 2021 года. MDA заключила контракт с SpaceX на запуск полезной нагрузки CASSIOPE первым полётом практически новой ракеты-носителя – демонстрационного запуска, не предназначенного для выполнения полезной работы. Полёт был заказан с массой полезной нагрузки, значительно меньшей, чем возможности ракеты, по сниженной цене, поскольку это была демонстрационная миссия технологии для SpaceX, составляющая примерно 20% от обычной опубликованной цены на миссии SpaceX Falcon 9 LEO. Поскольку это был первый полёт новой ракеты-носителя, ВВС США оценивали общую вероятность неудачи миссии почти в пятьдесят процентов. Однако миссия оказалась успешной, как и следующие 13 миссий Falcon 9 v1.1, до того, как в июне 2015 года произошла неисправность ракеты-носителя и потеря миссии во время полёта 19 Falcon 9. Верхняя ступень Falcon 9, использованная для запуска CASSIOPE, была оставлена на орбите в состоянии распадающейся эллиптической низкой околоземной орбите, с перигеем и апогеем .
Испытания ракеты-носителя после запуска
После того, как вторая ступень отделилась от разгонного блока, SpaceX провела новый лётный тест, в ходе которого разгонный блок выполнил испытание по попытке управляемого возвращения в нижние слои атмосферы и торможения до имитации посадки на воду. Испытание было успешным, но разгонный блок не был поднят. После трёхминутной фазы ускорения запуска 29 сентября 2013 года, ориентация разгонного блока была изменена на обратную, и три из девяти двигателей повторно запустились на большой высоте, как и планировалось, для начала траектории замедления и управляемого спуска к поверхности океана. Первый этап испытания прошёл успешно, и первая ступень безопасно вошла в атмосферу. Однако, во время спуска в атмосфере первая ступень начала вращаться из-за аэродинамических сил, и скорость вращения превысила возможности системы управления ориентацией разгонного блока (ACS) для её компенсации. Топливо в баках центробежно отделилось и переместилось к стенкам баков, и единственный двигатель, участвовавший в маневре торможения на малой высоте, выключился. Обломки первой ступени были впоследствии извлечены из океана. Двигатель не смог перезапуститься, пока вторая ступень находилась на низкой околоземной орбите.