小型卫星的热控制系统 (TCS) 极具挑战性,因为传统的热设计实践、硬件和测试在压缩时可能无法产生相同的性能结果。小型卫星领域已经出现了用于热软件和硬件的新兴技术,而且还有更多技术正在迅速开发中。本文将讨论设计小型卫星热系统的固有挑战、热建模的进步、热硬件的最新进展以及新兴的热控制创新。这些技术包括用于以下特定小型卫星应用:热界面材料、热隔离器、热带、热管、楔形锁、石墨芯、可展开散热器、相变材料、百叶窗、低温冷却器和遮阳板。随着这些新技术的更多应用,小型卫星设计将能够维持对热要求更高的轨道任务。
摘要:立方体卫星和小型卫星解决方案越来越受欢迎,因为它们为卫星应用提供了一种快速、廉价和灵活的方式。几乎每颗卫星的一个基本组件是储能装置,它实际上相当于电池。因此,本文概述了立方体卫星的过去、现在和未来的电池技术。立方体卫星通常使用商用现货 (COTS) 电池。它们并非主要用于太空,因此需要评估它们是否适合太空环境。电池也被视为潜在危险品。因此,有指导方针和标准规定了电池的安全标准和测试,以便允许运输和发射。此外,卫星任务的性质决定了它们对电池在电流速率、放电深度和寿命方面的需求。因此,本文讨论了这些期望。还进行了市场调查,以确定目前可用的商用电池解决方案及其参数。本文总结了立方体卫星电池的现状、要求和市场情况。
过去 30 年来,太空用陀螺仪技术不断发展,并取得了显著成果,产品应用十分广泛。在欧洲,光纤陀螺仪 (FOG) 技术为卫星应用提供了最高性能,目前正在满足所有当前任务需求。陀螺仪领域的高性能部分由美国的半球形谐振陀螺仪 (HRG) 技术主导。在欧洲,这项技术也(但最近)在地面应用中实现了非常高的性能。新陀螺仪技术领域是一个充满活力的战略研究领域,由众多高精度海洋、陆地和航空应用引领。目前应用于角运动和线性运动传感的一项有前途的技术是原子干涉仪 (AI),但尚未转化为产品。基于冷原子干涉 (CAI) 的陀螺仪已证明其性能指标比 FOG 产品高出约 2 个数量级。对于其他类型的用途,磁流体动力 (MHD) 技术可以在有限的体积和质量内实现非常高的带宽测量,从而实现镜子的主动视线稳定。
在过去十年中,机器学习 (ML) 已成为许多数据驱动应用的主要驱动力。因此,快速发展的太空行业准备利用最近的 ML 进步来实现其大部分数据处理的自动化。这包括基于卫星的应用,例如地球观测、通信、导航以及航天器的自动故障检测和恢复。关键的 ML 算法(例如对象检测、语义分割、姿势估计和异常检测)有助于实现这些太空应用。然而,许多这些算法(即经过训练的模型)会产生大量的计算工作量,需要大型、耗电的 GPU 来执行,这与在太空环境中运行是不相容的。另一方面,对于许多需要低延迟解决方案的卫星应用来说,下行数据进行地球处理也不是一种选择。边缘计算是数据源头的有效处理解决方案,这可能是使 ML 广泛用于卫星应用的关键。此外,通过减少卸载敏感数据的需要,机载处理可以减轻与隐私相关的障碍,阻碍 ML 在太空中的应用。
STAR 联盟提供了一种高度创新和颠覆性的电力推进方案,使新一代地球静止 (GEO) 电信卫星和低地球轨道 (LEO) 航天器能够增强英国的实力。SSTL 提供了详细的任务要求,以在其 LEO 平台上实施 STAR 技术。南安普顿大学设计并测试了突破性的电力推进系统,该系统由一种新型专利电加热器和增材制造 (AM) 提供的设计自由度实现。STAR 推进器是世界上第一台高温电阻喷射推进器,使用氙气推进剂在 > 2,000 K 下持续运行。HC Starck Solutions (HCSS) 因其在耐火金属粉末方面的专业知识而被引入该联盟,以实现这一目标,而 HiETA Technologies Ltd (HTL) 成功地用这些新材料生产了组件。卫星应用弹射器为扩大生产提供了供应链战略和生产标准化方面的指导。下一步是通过南安普顿大学衍生公司 OhmSpace 将 STAR 技术商业化。
为了改进地球系统监测和预测,Meteosat 第三代 (MTG) 和 EPS 第二代 (EPS-SG) 计划的下一代 EUMETSAT 卫星任务具有巨大的创新潜力。研究和开发 (R&D) 对于充分释放这一潜力至关重要。在 2022 年 MTG 和 EPS-SG 用户日上与用户、开发人员和学术界的讨论提供了一个独特的机会来确定关键的研发优先事项,并将其与 EUMETSAT 内部的当前计划(包括其卫星应用设施 (SAF))进行匹配。这些优先事项在“主要发现摘要”部分中进行了描述。用户日还确定了需要整个社区提供额外研发支持的项目,因为当前的 EUMETSAT 计划(例如:PDIP、CSDP、科学路线图、SAF CDOP-4 计划)没有或仅部分解决这些项目。表 1 中显示的项目分为三类: 1.提高卫星产品用户接受度的新发展 2.改进现有或开发新卫星产品的研发 3.基础知识研发
使用小型卫星进行低成本空间应用,高分辨率的地球观察,电磁波(X射线,红外线等)的观察器,从天体物体发出的电磁波(X射线,红外线等),甚至是从重力波的观察到。这些任务的推进系统要求包括较大的脉冲和功耗的全部冲动,高响应速度,3位数字投掷范围和低推力噪声。1)以低推进剂和功耗的大量总脉冲,具有发射阴极的离子元素适合作为主要推进系统。对于小型卫星应用,2)功耗是一个重要因素。是电子源的吸引力候选者,因为它的功耗低于传统的阴极(例如空心阴极,微波炉放电阴极或射电频率放电阴极),并且不构成推动力。 它也不涉及容易产生故障的部件,例如阀门和质量流控制器。 电流密度是电子源的吸引力候选者,因为它的功耗低于传统的阴极(例如空心阴极,微波炉放电阴极或射电频率放电阴极),并且不构成推动力。它也不涉及容易产生故障的部件,例如阀门和质量流控制器。电流密度
• 建立太空局:在主席罗森沃塞尔的领导下,为了应对委员会面前日益增多且新颖的卫星应用,该机构成立了有史以来第一个太空局。该局旨在支持美国在太空经济中的领导地位,促进解决卫星政策的长期技术能力,并改善与其他机构在这些问题上的协调。FCC 是世界上第一个建立太空局的电信机构。 • 创造单一网络未来:FCC 一致通过了一项名为“太空补充覆盖”的新监管方案,这使其成为世界上第一个发布框架的监管机构,该框架使用以前仅分配给地面服务的频谱将卫星直接连接到消费者手机。 • 更新轨道碎片缓解和空间可持续性规则:FCC 将低地球轨道卫星在完成任务后可以在轨道上停留的时间从 25 年缩短至 5 年。执法局还向一家未能遵守其轨道碎片缓解计划的公司发出了第一张罚单。
简介:当人类站在太空探索的新时代的边缘时,我们的重点再次转向地球的天体邻居:月亮。纳米卫星技术的发展,全球范围内的公司进行了观察,为月球勘探和定居点打开了令人兴奋的可能性。这种技术飞跃与太空机构和私营企业的新兴趣相结合,为我们与月球的关系设定了一个变革时期的舞台[1]。未来几十年保证,不仅将月亮视为短暂访问的目的地,而且是持续人类存在的平台和行星际空间探索的门户。从注重地球的纳米卫星应用中汲取灵感,我们可以设想一个未来,在该未来中,类似技术在映射,监视和支持月球基础活动中起着至关重要的作用。从提供高分辨率的表面图像到促进通信和支持科学研究,纳米卫星可能会成为我们月球基础设施的骨干,考虑到成本效益和可靠性。本文概述了纳米卫星技术可能会严重影响月球勘探和人类定居点的十个关键领域。通过探索诸如映射,导航,资源识别和建立有效的地球通信等潜在应用,我们可以开始理解在我们寻求使月亮成为人类第二个家中的挑战和机遇的范围和规模。
1 国家物理实验室,Teddington TW11 0LW,英国 2 荷兰皇家气象研究所,Utrechtseweg 297, 3731 GA De Bilt,荷兰;folkert.boersma@knmi.nl 3 瓦赫宁根大学,6700 AA Wageningen,荷兰 4 成像组,Mullard 空间科学实验室,伦敦大学学院,空间和气候物理系,Holmbury, St Mary RH5 6NT,英国;j.muller@ucl.ac.uk 5 比利时皇家空间航空研究所(BIRA-IASB),Ringlaan-3-Avenue Circulaire, B-1180 Brussels,比利时;stevenc@aeronomie.be (S.C.);j-c.lambert@aeronomie.be (J.-C.L.); isabelle.desmedt@aeronomie.be (I.D.S.) 6 FastOpt GmbH, Schanzenstraße 36, D-20357 Hamburg, 德国;simon.blessing@fastopt.com (S.B.); ralf.giering@fastopt.com (R.G.) 7 欧洲委员会联合研究中心 (JRC), Via E. Fermi, 2749, 21027 Ispra VA, 意大利;nadine.gobron@ec.europa.eu 8 大气光谱、量子化学和光物理学,布鲁塞尔自由大学,50 avenue F. D. Roosevelt, B-1050 Brussels, 比利时; pfcoheur@ulb.ac.be 9 Laboratoire Atmosphè res, Milieux, Observations Spatiales (LATMOS)/IPSL, boîte 102, Sorbonne Université, 4 place Jussieu, 75252 Paris Cedex 05, France; maya.george@latmos.ipsl.fr 10 欧洲气象卫星应用组织 (EUMETSAT),Eumetsat Allee 1, D-64295 Darmstadt, 德国; Joerg.Schulz@eumetsat.int 11 CGI,Keats House,The Office Park,Springfield Drive,Leatherhead KT22 7LP,英国; alex.wood@cgi.com * 通讯员