COTS 部件是一种随时可用的商业电子元件,并非按照军事或航天标准制造、检查或测试。这意味着这些部件不能直接用于太空应用。制造商和客户必须选择和筛选太空质量级别的部件,以确保部件在太空使用的可靠性。此外,应进行辐射测试以验证所选部件是否能够在太空环境中生存。关于可追溯性,制造商必须包括此要求以满足航空航天要求。另一方面,HiRel 部件是一种高可靠性的军用或航天电子元件,根据最严格的国际军事和航空航天标准进行设计、制造、检查和测试。该部件能够在太空等辐射环境中生存。此类部件本身保证完全可追溯性。
摘要:太空系统为农业、商业、交通运输和急救人员的紧急行动等多个领域提供必要的通信、导航、成像和传感。保护这些关键基础设施系统的网络安全至关重要。虽然太空环境给管理网络安全风险带来了独特的制约,但从其他关键基础设施领域的风险和有效防御措施中吸取的经验教训可以帮助我们为太空系统设计有效的防御措施。特别是,关于能源、制造、交通运输以及消费者和工业物联网 (IoT) 的工业控制系统 (ICS) 的网络安全的发现为太空领域的网络安全提供了见解。本文概述了 ICS 和太空系统的共性,从 ICS 网络安全中吸取的可应用于太空系统的经验教训,并提出了未来研究和开发的建议,以确保日益关键的太空系统的安全。
PACE 天文台由完全集成的航天器和仪器组成,在过去 3 个月内完成了一系列“震动”和“烘烤”测试。PACE 集成和测试团队完成了一系列机械测试,这些测试旨在模拟天文台在实际发射过程中将经历的发射条件。机械测试包括振动、声学和冲击测试,以及随后的仪器和航天器部件的全面性能测试,以验证所有部件是否处于良好的工作状态。接下来是在戈达德的空间环境模拟器 (SES) 内进行热真空测试 (TVAC),SES 是一个 40 英尺高、27 英尺宽的巨大圆柱体,PACE 天文台(不包括太阳能电池板)被放入其中并密封。在 SES 内,PACE 暴露在太空环境条件下,除了真空条件外,还涉及多个“热”和“冷”温度的热循环。
自 1957 年人造卫星发射以来,已有 30 多个国家发射了 8000 多颗卫星和航天器,耗资数千亿美元。超过 350 人完成了大气层以外的不可思议的旅程,我们所有人都从太空的利用中受益匪浅。这本独特的百科全书旨在从全球视角介绍我们对太空的占领和利用,无论是科学、工业、商业、技术还是军事。在描述太空环境、轨道和地面轨道、发射器和发射场之后,作者继续讨论了主要的空间应用(电信、导航和地球观测、军事),以及科学任务、行星探索和空间站。丰富的全彩插图使所有信息都易于访问,因此它对所有对太空利用感兴趣的人都是一份宝贵的资料,也是那些在太空领域工作或学习的人的完美参考书。
1. 大量新的和现有的商业技术都依赖于与航天器的可靠通信。轨道碎片会对通信的成本、完整性和可靠性产生负面影响,而轨道碎片对运行中的航天器构成了日益严重的威胁。随着越来越多的卫星发射和新卫星技术的开发,太空环境在新太空时代继续变化和发展。我们今天通过的法规旨在确保委员会有关无线电通信的行动(包括为美国航天器颁发许可证和允许非美国航天器进入美国市场)能够减缓轨道碎片的增长,同时不会对新的卫星项目造成过度的监管障碍。这一行动将有助于确保委员会的决定符合公众对太空的利益,使未来的卫星和系统以及这些系统向公众提供的众多服务仍然可行。
在商业空间领域,SpaceX 和 OneWeb 都开始在低地球轨道部署巨型卫星星座,以在全球范围内提供高速互联网接入。OneWeb 于 2019 年 2 月发射了首批六颗卫星,SpaceX 于 2019 年 5 月发射了首批 60 颗卫星。此后,两家公司都进行了更多发射,SpaceX 在 2020 年初开始稳步部署。截至 2020 年 2 月 17 日,SpaceX 共发射了 302 颗 Starlink 卫星,其中 297 颗已投入运营。相比之下,2019 年低地球轨道的运行卫星总数约为 1,500 颗,到 2020 年底,这一数字可能会翻一番。这些商业发展为本已多样化、颠覆性、无序性和危险性的太空环境带来了机遇和挑战。
月球上的水既是科学记录,也是探索资源。挥发性化合物是行星起源、演化及其与太空环境相互作用的基本示踪物。观测到的凝聚态挥发物的丰度和化学存量也可能揭示太阳系不同区域之间的动态交换历史。在月球两极附近,大面积的常年(或“永久”)阴影形成了冷阱,挥发物可以在其中保持数十亿年的热稳定性。因此,PSR 可能记录了地质时期内挥发物的输送、运输、封存和损失 [1],[2]。此外,水可能是原位资源利用 (ISRU) 的重要目标,其中可以从水冰沉积物中提取用于生命维持的 O 2 和 H 2 O 或用于燃料和推进剂的 H 2 和 O 2 [3]–[5]。
当前的太空环境似乎具有许多安全困境的特征。如果不加以控制,安全困境将造成不稳定的状况,并引发次优的军备竞赛,从而可能导致战争。人们普遍认为太空是一个以进攻为主的环境,这加剧了日益严重的轨道安全困境。这种以进攻为主的错误认识排除了可行的保障战略,迫使各国采取弄巧成拙的政策,而这些政策只会加剧太空的安全困境。本文探讨了太空攻防平衡的更微妙的现实,以及它对未来轨道大国竞争的影响。本文的结论是,各国应该采取一种对冲战略,这种战略有利于强大的防御能力和分散的太空架构,因为近乎中立的攻防平衡和无边界轨道地理环境所导致的某种形式的安全困境的持续存在。
摘要 航天器系统及其任务的复杂性日益增加,需要更高水平的性能和创新的解决方案。为确保可靠性、可用性和安全性,必须实现机载自主性和最少故障。故障检测和识别 (FDI) 对于在航天器故障导致重大故障之前识别它们至关重要。然而,由于太空环境和对系统信息的依赖,FDI 的设计和应用具有挑战性。为了提高准确性、速度和抗噪性,已经开发了基于人工智能 (AI) 技术的现代 FDI 方法。本文研究了航天器姿态确定和控制子系统 (ADCS) 和电力子系统 (EPS) 中的最新 FDI 技术。本文讨论了各种 FDI 方法和框架,强调了它们的优点、缺点以及实施 AI 的重要性。此外,本文还对不同的方法进行了彻底的分析和比较。
随着太空科学和技术的发展,地球同步轨道卫星的重量轻,长寿和高可靠性正在开发。1,2热控制涂层是确保卫星温度平衡的主要被动热控制手段,3 - 5保证卫星的高度可靠操作。因此,希望开发出具有轻重量和高空间稳定性的新型热控制涂层,以改善卫星的使用寿命。目前,根据组合,热控制涂层主要分为有机涂料和无机涂层。6,尤其是无机热控制涂层的辐射率低 - 吸收比和在太空环境中的良好稳定性,目前是航天器冷却表面的优选。7,8,由于热控制涂层位于航天器的外表面,因此它将直接暴露于苛刻的空间环境中,例如高真空,带电的颗粒,紫外线辐射,原子氧气等。9 - 12在苛刻的空间环境中,值得注意的是