航天器概述:6U CubeSat 加满燃料后重约 14 千克,包括电源、命令和数据处理、通信、姿态控制、推进和有效载荷子系统。电源子系统包括由 Blue Canyon Technologies (BCT) 和 MMA 开发的四个太阳能电池阵列、一个电力系统 (EPS) 管理板和一个由 Panasonic NCR18650B 电池制成的电池。这些阵列在使用寿命结束时能够提供超过 55W 的功率。命令和数据处理 (C&DH) 由 JPL 开发的 Sphinx 单板计算机提供,其中包括一个 GR712RC 抗辐射微处理器和一个 ProASIC3 FPGA。飞行软件采用 JPL 的 F Prime 框架。航天器使用 Iris Radio,这是 JPL 开发并由犹他州立大学空间动力学实验室建造的小型卫星转发器。一对低增益天线位于航天器 Z 轴的两端,提供与航天器方向无关的发射和接收能力。航天器的姿态确定和控制系统 (ADCS) 由 BCT XACT-50 提供。它利用安装在航天器周围的太阳传感器以及内部星体跟踪器和三个内部反作用轮。
• 美国宇航局的《战略计划》(2022 年)概述了具体的技术开发活动,这些活动指导该机构“创新和推进变革性空间技术” • 对于空间运输领域,一个典型的高影响空间技术领域是使用低毒或“绿色”火箭推进剂,与传统的自燃推进剂相比,这些推进剂表现出良好的空间储存性、Isp 性能和地面处理能力 • 先进航天器高能无毒 (ASCENT 推进剂)(以前称为 AF-315E)的 Isp 密度比肼高 50%,并已在包括绿色推进灌注任务 (GPIM, 2019) 和月球手电筒 (2022) 在内的任务中得到验证 • 绿色推进双模式 (GPDM) 项目旨在利用 ASCENT 的离子液体特性,将其用作化学和电喷雾推进的双模式推进剂,在 6U 立方体卫星上使用通用推进剂罐/进料系统计划于 2025 年底发射的飞行演示 • GPDM 是一项由 MSFC 牵头、SST/STMD 资助的活动,NASA、大学和行业合作伙伴(由拨款和 SBIR/STTR 计划资助)共同开发飞行部件,并将支持特定的任务操作活动
CubeSat 激光红外交叉链路 (CLICK) 任务是部署在 6U CubeSat 上的 2U 卫星间链路激光通信终端的技术演示。指向、捕获和跟踪 (PAT) 系统具有 14.6 弧秒的全锥、半功率指向要求,以实现 20 Mbps 的全双工激光通信,范围可达 580 公里或更大。相应的单轴指向要求为 ±5.18 弧秒 (3σ)。PAT 系统利用卫星的姿态控制系统进行粗相对指向,并在有效载荷内使用精指向系统 (FPS) 来减轻残余指向误差并在环境和航天器引起的干扰下保持链路。FPS 使用 MEMS 快速转向镜 (FSM) 来保持发射 (Tx) 和接收 (Rx) 激光信号的对准。本文介绍了 FPS 控制系统的模拟,该系统用于确定指向裕度的改进并对飞行水平控制系统进行原型设计。初步结果表明,由于 FPS 控制误差导致的精细指向误差改善了 28%:从 ±2.27 弧秒 (3σ) 到 ±1.63 弧秒 (3σ),包括光机误差在内的整体精细指向裕度从 0.06% 增加到 5.4%。
考虑到这些因素,我们提出了一种新的卫星配置,我们称之为 DiskSat:一种大孔径、准二维卫星总线,其形式为薄盘,设计用于堆叠以进行集装箱化,同时最大限度地利用有效载荷体积。4 典型的 DiskSat 是一个直径为一米、厚度仅为 2.5 厘米的圆盘。DiskSat 的结构主要由复合夹层板、石墨/环氧树脂面板和铝蜂窝芯组成。总线和有效载荷的非结构部件分布在圆盘的表面或体积内。这种尺寸的圆盘的体积约为 20 升,相当于一个假设的 20U 立方体卫星的体积。然而,DiskSat 并不打算在装满这个体积的情况下飞行;该概念的目标是增加用于电源、孔径和热管理的表面积,并增加体积以简化制造,同时保持与典型的 6U 立方体卫星相当的质量。圆盘本身的结构质量不到 2 公斤,因此将整个总线质量(电源、ACS 和其他航空电子设备)保持在 5 公斤以下应该不是什么难事。同时,表面面积足够大,可以在一个面上支撑高达 200 W 的太阳能电池。在有效载荷为 5 公斤的情况下,卫星总质量仍然不到 10 公斤。
虚拟超级光学元件可重新选择群(遮阳板)任务是一个分布式的示波器,由两个6U立方体组成,分别由40米隔开,可在极端紫外线中获得活跃太阳能区域的高分辨率图像。此任务具有挑战性,因为立方体必须在近距离接近时以前所未有的能力自主控制其相对运动。本文提出了三项贡献,使遮阳板使命能够满足其具有挑战性的要求。首先使用相对偏心/倾斜矢量分离开发了提供常规对齐期与惯性目标的分布式望远镜的被动绝对和相对轨道设计。第二,提出了指导,导航和控制系统设计,以满足苛刻的相对运动控制要求。第三,提出了一个操作概念,该概念在编队没有积极执行观察值时最小化任务操作负载。此操作概念包括解决轨道异常的安全计划。通过蒙特卡洛模拟验证了指导,导航和控制系统的性能,包括所有明显的错误源和操作约束。这些模拟表明,达到了任务要求,提供了对Cubesats准确自主形成控制的可行性的初步证明。
航天器轨迹设计将飞行器的物理能力与动态环境知识相协调,以到达太空中的首选目的地。识别可用的传输几何形状和硬件规格对于产生可行的解决方案是必不可少的。一个挑战是了解控制飞行器在太空中任何特定区域移动的底层动态结构。扩展多体系统的基本知识有助于构建理想的路线。本研究的目标是表征地球-月球-太阳系统中存在的低能结构的一般行为。其动机与美国宇航局阿尔忒弥斯计划的发展有关,该计划的公共和私营部门现在都对月球任务表现出越来越浓厚的兴趣。1 对于到月球区域的传输时间不受限制的任务,低能量传输提供了推进剂效率高的路径。在地球-月球-太阳系统中,一种低能量传输被称为弹道月球传输 (BLT)。弹道月球转移利用太阳的摄动,在月球轨道之外飞行数月。美国宇航局的地月自主定位系统技术操作和导航实验 (CAPSTONE) 任务于 2022 年 6 月发射,将使用 BLT 在今年晚些时候到达月球附近。2 近期的多个任务也将利用 BLT 到达月球轨道,包括韩国探路者月球轨道器任务 (KPLO)3 和 JAXA 的平衡月地点 6U 航天器 (EQU-ULEUS)。4
ION SCV011 被称为“Savvy Simon”,将搭载 16 个有效载荷,其中一个未公开:Kelpie-2,一颗由 AAC Clyde Space 为 ORBCOMM 设计和建造的 3U 卫星,将根据空间数据即服务协议,向 ORBCOMM 及其客户独家提供自动识别系统 (AIS) 数据;EPICHyper-2,一颗由 AAC Clyde Space 设计和建造的 6U EPIC 立方体卫星,将向其合作伙伴加拿大地球观测公司 Wyvern Inc 独家提供高光谱数据;Spei Satelles (SpeiSat),一颗由都灵理工学院和意大利航天局开发的纳米卫星,配备先进的传感器来研究太空环境。该卫星还将通过一本印有 2020 年出版物的纳米书传递希望与和平的信息; Mission 1 是 Outpost 的首个卫星项目,旨在为该公司的渡轮航空电子系统获得重要的飞行经验,之后将开始首次返回地球的任务;NaviLEO™ 是由 SpacePNT 开发的一款低成本、高性能全球导航卫星系统 (GNSS) 接收器;ODIN Space 的 ODIN-DU1 是一款托管传感器,也是首次安装分布式网络,将提供有关致命亚厘米碎片的新数据;RAL Space 的 UKRI SWIMMR-1 是一款空间辐射监测器,旨在收集空间天气监测数据。ION 还将搭载两台 Alba Orbital 的 AlbaPod 6P PocketQube 卫星部署器,将六颗 PocketQube 卫星送入轨道。
主动的冷冻启动项目将展示一个6个单位(6U)立方体平台的高级热控制系统。将开发一个微型,主动热控制系统,其中将开发从热载荷到辐射器的封闭环中循环的流体。将与该系统集成一个微型低温冷却器,以形成一个两阶段的热控制系统。关键组件将通过使用先进的添加剂制造技术来微型化,从而导致用于证明这些技术的热测试床。以前的立方体任务尚未解决主动热控制系统的问题,也没有任何过去或当前的立方体任务包括低温仪器。这项主动的冷冻表演开发工作将为立方体提供全新的能力,并构成与立方体热控制中最先进的主要进步。活性流体环将支持从热负载中卸下30瓦的30瓦,而商业生产的冷冻机(适用于立方体)将为75-100 K范围的探测器提供冷却。由于低地球轨道(LEO)环境通常对于被动的低温散热器来说太热了,因此使用合并的活性热系统加热方法和冷冻机器将支持未来任务的最大多样性。铝制的超声添加剂制造将用于在立方体的结构机箱内构建流体通道和其他元素,以产生紧凑的系统。
由于存在较长的 poly-A/T 均聚物片段,这会妨碍测序和组装,因此对海鞘 Oikopleura dioica 的线粒体基因组进行测序是一项艰巨的任务。本文,我们报告了通过将 Illumina 和 MinIon Oxford Nanopore Technologies 获得的多个 DNA 和扩增子读数与公共 RNA 序列相结合,对 O. dioica 的大部分线粒体基因组进行测序和注释。我们记录了大量 RNA 编辑,因为线粒体 DNA 中存在的所有均聚物片段都对应于线粒体 RNA 中的 6U 区域。在 13 个典型的蛋白质编码基因中,我们能够检测到 8 个,外加一个未分配的开放阅读框,该阅读框与典型的线粒体蛋白质编码基因缺乏序列相似性。我们发现 nad3 基因已转移到细胞核中并获得了线粒体靶向信号。除了两个非常短的 rRNA 外,我们只能识别出一个 tRNA(tRNA-Met),这表明 tRNA 基因丢失多次,而核基因组中线粒体氨酰-tRNA 合成酶的丢失也支持了这一观点。基于已识别的八个典型蛋白质编码基因,我们重建了最大似然和贝叶斯系统发育树,并推断出该线粒体基因组的极端进化率。然而,附肢动物在被囊动物中的系统发育位置无法准确确定。
当定制至关重要时,光学参考腔 (ORC) 系列就是我们的解决方案。您可以从出色的适配、辅助仪器和服务组合中进行选择,并从我们设计多代超稳定激光系统的经验中获益。ORC 系列是法布里-珀罗型腔,其谐振腔垫片由超低膨胀玻璃 (ULE) 制成。腔体安装在密封真空外壳中,具有出色的温度稳定性,可实现低频率漂移。紧凑的设计确保最小的空间需求。ORC-Cubic 可作为 6U、19 英寸机架模块使用。它基于国家物理实验室授权的刚性安装的立方体垫片。ORC-Cylindric 使用由德国联邦物理技术研究院设计的圆柱形垫片,水平安装在四个支撑点上。在这里,机械锁定机制确保了便携性。有各种附加组件和选项可供定制:镜面基底有 ULE 或熔融石英 (FS) 两种,镜面涂层可以是离子束溅射 (IBS) 或晶体 (XTAL),当低热噪声至关重要时,需要后者。高反射涂层适用于很宽的波长范围,也可作为双重或三重高反射镜。输入耦合、PDH 锁定和输出监控模块可以牢固地安装到腔体上,从而省去了运输后的繁琐重新调整。每个系统都在组装过程中经过烘烤。内置的 NTC 和 Peltier 元件可通过真空馈通装置接触,从而允许在热膨胀系数 (CTE) 的零交叉处工作。可根据要求提供 CTE 特性。两种腔体也可不带外壳。
