多年来,地面分布式拒绝服务(DDOS)攻击主要使用了由数千台折衷计算机组成的“僵尸网络”来破坏整个Internet的服务[7]。对空间的攻击似乎是不成比例的,但是计划了数千个卫星星座。因此,值得检查这些星座是否可能代表相同的威胁。他们将以略有不同的原则运作,依靠以下事实:有一个足够密集的星座,总会有一颗卫星靠近受害者卫星和地面之间的界线,而干扰最强。但是,存在相同的攻击矢量:成千上万的近乎相同的系统通过直接(传输到卫星,瞄准远程管理接口)或间接(通过地面站攻击或内部威胁)的方式可能会从地球上几乎任何地方损害。
当今无人航天器和卫星的设计和实施费用以电子为主导,这是一个难以预测的,并且通常低估了成本[17]。现代应用程序对计算能力的不断增长需要复杂的计算平台,例如多核和异质体系结构。已经存在几种实施此类高级效率的商业企业解决方案(COTS)解决方案,并且太空机构对整合它们表现出极大的兴趣[18,20]。但是,就可靠性和时机而言,COTS组件通常没有必要的安全性。因此,它们在关键场景中的使用提出了许多挑战,尤其是对于处理器而言。的确,由于安全要求,COTS平台必须确保系统正确性,可以将其分为
• 两种模型均在开源 Salinas 高光谱数据集 [14] 上运行,估算图像中每个像素的土地使用类别概率 • 将行星的光谱信息输入到由生成对抗网络 (GAN) 组成的回归模型中,该模型专为检索系外行星的行星大气参数(例如化学物质混合比、温度曲线或云特性)而设计
摘要千禧空间系统使用商用现货 (COTS) 组件构建了一个移动地面观测系统,目的是探测和跟踪低地球轨道 (LEO) 上的卫星。我们首先演示了夜间卫星跟踪,然后将此功能扩展到白天操作。记录了夜间和白天观测系统的交易和考虑因素,重点关注我们的信噪比 (SNR) 光学模型,以选择适合白天卫星探测的短波红外 (SWIR) 传感器。我们讨论了通过提取可见光和 SWIR 卫星检测的目标 SNR 来验证我们的模型的尝试。总体而言,我们的 SNR 估计值对于我们的 VIS 观测偏保守,这可能是因为我们的模型假设了一个反射率为 20% 的球形目标。我们已经捕获了大约 30 颗最小到 1U CubeSat 大小(10cm^3)的 LEO 卫星和 10 颗地球同步 (GEO) 卫星。我们的 SWIR 建模结果为我们成功进行白天卫星观测奠定了基础,可以探测到超过 10 颗卫星,包括火箭体和其他大型目标。
操作条件下,在发货给客户之前已投入生产。此外,制造商必须在批量生产之前完成零件数据表中列出的所有操作条件的多批次特性分析。因此,生产测试限值针对典型测试条件设定,足以保证零件满足数据表上所有参数的性能规格;• 采用统计过程控制在全自动生产线上生产
由于高性能商用现货 (COTS) 计算平台的技术进步,空间计算正在蓬勃发展。太空环境复杂且具有挑战性,具有尺寸、重量、功率和时间限制、通信限制和辐射效应。本论文提出的研究旨在研究和支持在空间系统中使用 COTS 异构计算平台进行智能机载数据处理。我们研究在同一芯片上至少有一个中央处理器 (CPU) 和一个图形处理单元 (GPU) 的平台。本论文提出的研究的主要目标有两个。首先,研究异构计算平台,提出一种解决方案来应对空间系统中的上述挑战。其次,使用新颖的调度技术补充所提出的解决方案,用于在恶劣环境(如太空)中在 COTS 异构平台上运行的实时应用程序。所提出的解决方案基于考虑使用并行任务段的替代执行的系统模型。虽然将并行段卸载到并行计算单元(如 GPU)可以改善大多数应用程序的最佳执行时间,但由于过度使用 GPU,它可能会延长某些应用程序中任务的响应时间。因此,使用所提出的任务模型是减少任务响应时间和提高系统可调度性的关键。基于服务器的调度技术通过保证 CPU 上并行段的执行时隙来支持所提出的任务模型。我们的实验评估表明,与应用程序的静态分配相比,所提出的分配可以将实时系统的可调度任务集数量增加高达 90%。我们还提出了一种使用基于服务器的调度和所提出的任务模型的动态分配方法,该方法可以将可调度性提高高达 16%。最后,本文提出了一个模拟工具,支持设计人员使用所提出的任务模型选择异构处理单元,同时考虑处理单元的不同辐射耐受性水平。
为支持陆军的现代化战略重点关注下一代战斗车辆(NGCV),GVSC与OSD合作伙伴(OECIF,海军)正在开发储能模块(ESMS)的联合服务高压(HV)规范,即锂离子电池。安全,低成本ESM在支持电气化方面的更大渗透将提高平台的生存能力,可操作性和能力。可以预期,基于商业实践的适应性,可扩展的储能的HV ESM规范将使多个DOD平台受益,从而导致收购生命周期成本降低和后勤负担减轻。为了支持多个平台要求,正在开发规范,以允许50V到1000V的模块化电气体系结构。分析还介绍了使用标准功率和能量电池模块与平台独特电池的结合获得最佳解决方案的能力,这表明了模块化电池规范的可行性。这项工作还审查了规范的开发,包括模块格式,电源和能源需求,环境,安全,控制,冲击和振动要求。还提出了混合动力汽车的案例研究,以说明规范的价值。
我们正处于行业发展的最佳时期,可以打造未来 10 年的太空电子。市场报告显示,未来十年可能会发射多达 20,000 颗卫星。连接性和带宽需求不断增加;设计灵活性和性价比是几乎所有系统设计人员最关心的问题。COTS 太空电子将通过提供包括经济实惠、风险缓解解决方案等不同元素来推动太空繁荣。“太空中的 COTS” 并不是一个新概念。新的是能够将 COTS 电子设备更好地集成到整个航天工业正在开发的更高密度、更紧凑、基于网络的卫星集群中。本白皮书不仅探讨了对太空电子中更高计算性能和更紧密系统集成的追求如何为系统工程师带来新一轮的设计挑战,还探讨了 COTS 电子设备的使用如何应对这些挑战。还展示了在设计周期开始时应解决的特定设计优先事项,以帮助降低风险并确保可靠的系统运行,以及针对近地轨道 (NEO) 和低地轨道 (LEO) 应用(如小型卫星和短时太空飞行)中 COTS 组件的新 300 系列验证级别。从私人资助组织到政府实体,卫星和有效载荷制造商面临的一个日益严峻的挑战是满足积极的开发到部署时间表。此外,两个大的行业趋势是公司购买更高级别的组装件(子系统,而不是单元或电路板)以及多个卫星子系统的数字化程度不断提高。与大多数行业一样,需要更快的处理、更多的 I/O、更多的集成、更快的交付、更高的容量等。但系统还必须经受住太空和辐射效应的严酷考验,并满足更高数据吞吐量的处理要求。构建太空电子设备的核心是降低风险。每个任务都是独一无二的,这些风险根据所需的可靠性水平、任务持续时间、轨道位置和倾角、轨道类型、载人还是无人等而有所不同。环境因素——温度波动、冲击和振动、辐射暴露——也都会影响风险因素。本文详细介绍了如何广泛使用具有成本效益的 COTS 硬件,使卫星提供商能够使用经过验证的可靠嵌入式设计来满足紧迫的时间表。
范围NASA Glenn Research Center一直在典型苛刻的空间环境中,特别是极端的温度暴露和广泛的热循环,对商业货架(COTS)电气,电子和机电(EEE)部分进行了可靠性研究和性能评估。在NASA电子零件和包装(NEPP)计划的支持下,这些努力已经跨越了几年。有时,NASA开发的零件和材料的性能评估也与其他NASA中心合作执行,包括GSFC,LARC,MSFC和JPL。测试文章包括半导体开关,电容器,振荡器,电压参考,灵活的打印电路板,传感器和DC/DC转换器,仅举几例。虽然此摘要对选定零件获得的测试结果提供了概述,但这些和其他COTS零件的详细发现发布在NASA NEPP网站上。实验研究主要集中在设备/电路暴露于高温和低温(有时超出其指定限制之外),热循环以及在极端温度极端的重新启动能力,以建立在功能上的基线,并确定这些设备在太空勘探任务中的适用性。这些发现被传播到任务计划人员和电路设计师,以便可以正确选择电子零件,并确定风险评估和缓解技术以在太空任务中使用此类设备。极端温度环境电路和未来NASA空间任务的系统涉及航天器,深空探头,行星轨道和着陆器以及在极端温度环境中需要可靠和高效的操作的表面探索仪器。例如,发射的行星际探针探索土星的环将经历大约-138C的温度。商业级电子零件通常指定为在0°C和70°C之间运行,指定工业级的半导体设备指定在-40°C和85°C之间运行,并指定在-55°C和125°C之间运行的军事级。由于严格的温度信封,用于空间使用的零件的评级不同,因此需要在可用EEE零件的范围内运行。
过去,人们通常避免在太空任务中使用商用现货 (COTS) 电气、电子和机电 (EEE) 部件。主要原因是太空系统需要非常可靠,并且由于任务成本高昂,而且事后几乎不可能修复,因此不能出现故障。然而,在过去十年中,立方体卫星和小型卫星越来越受欢迎。这些卫星的开发主要由大学和学术界推动,预算有限,个人资源受限,但目的是提供与传统太空任务相同的努力。事实上,这不仅需要不同的工程方法,还需要使用价格合理且交货时间不长的 COTS 电子产品。两者都与典型的太空合格 1 级设备形成鲜明对比。其后果是风险接受度更高,并且可能降低可靠性,从而导致成功率降低甚至任务早期失败。Thyrso Villela 等人展示了过去立方体卫星任务的统计概览。可以看出,特别是在 21 世纪初,此类任务的成功率非常低,如图 1 所示。特别是在 20 世纪的第一个十年,立方体卫星任务的早期死亡率极高,如图 1a 所示,这意味着卫星在第一次获取数据之前就失败了。总之,如图 1b 所示,成功率相当低。