摘要 — ITASAT#2 任务是一项即将进行的纳米卫星任务,旨在研究电离层等离子体气泡并使用三个编队飞行的立方体卫星进行地理定位研究。编队飞行任务通常对卫星相对状态的几何配置有严格的限制。为了使立方体卫星正确实现其所需的空间分布,必须仔细规划和执行任务的获取或建立阶段。考虑到这一点,当前的工作旨在分析两种可能的编队配置建立阶段所需的初步 ∆ V 预算:共轨道串珠和非共面振荡器。为此,分析和模拟了必要的相位和平面外机动。
随着体制的发展,曾经拥有国家空间基础设施的独家国家俱乐部也在扩大,现在包括了更广泛的发达国家和发展中国家,它们拥有各种能力。2 一个明显的迹象是拥有在轨卫星的国家数量的增长。这些卫星的规格不同,可能涉及不同级别的技术专长,从在国际市场上购买的大型电信卫星到大学建造的非常小的立方体卫星。正如经合组织关于空间经济的报告中提到的那样,“将自己的卫星送入轨道并在本国政府注册的可能性从未如此实惠”。3
电气和机械部件小型化的持续趋势使得卫星尺寸稳步缩小。这一演变从传统的重型航天器发展到立方体卫星,现在又发展到新一代卫星:ChipSat。ChipSat 的质量不到 10 克,具有传统卫星设计中不常见的几个特点:独特的低平台质量、廉价的制造方法和增强的冗余度。这些特征的适当利用和协同作用有可能推动设计范围向创新任务架构发展,同时降低传统上进入太空的高门槛。未来的任务设计者、学术机构和有志于进入太空的实体都有机会从中受益。
空间行业目前正在发生结构性变化。一个因素是空间中新参与者的数量增加。例如,私人太空企业(例如SpaceX和Blue Origin)现在正在推动创新。它将行业从少数少数空间的国家从极少数的,昂贵的任务推出到世界各地的许多公司和大学经常发起自己的卫星和卫星星座。例如,SpaceX目前正在推出7,500颗卫星,该卫星将形成一个巨型构造,以在全球范围内进行高速互联网[4]。为了发射如此多的卫星,制造过程及其相关因素必须适应。因此,许多人依靠带有商业化架子(COTS)组件的小型,廉价的卫星,例如Cubesats [85]。其他驱动因素包括数字化和相应的数字和技术知识,包括人工智能的进步,大数据,加法制造(AM)(例如,3D打印)和智能工厂[43,109]。这种新范式通常被称为新的空间和空间4.0,遵循“行业4.0”一词,描述了当前由数字化开始的制造业的第四次工业革命[26]。
• 首先,如今地球轨道上布满了大量的空间物体(无论是运行中的卫星还是空间碎片——根据欧盟空间计划条例的定义,“任何空间物体,包括地球轨道上或重新进入地球大气层的航天器或其碎片和元素,这些物体已经失去功能或不再具有任何特定用途,包括火箭或人造卫星的部件,或已停用的人造卫星” 6 )。空间活动增加的趋势(例如立方体卫星、在低地球轨道部署大型星座)最终将导致空间环境拥堵,从而增加碰撞和干扰风险,并增加规避和防撞机动决策过程的复杂性(见附件 1);
在2000年代后期,飞行工程率先提出了通过使用微型泵提供重要推进能力的立方体和纳米人的想法。今天,Flight Works提供了改变游戏规则的小型推进的微型泵解决方案,以及更多……这些泵可用于航天器推进,推进剂管理(例如加油)和其他空间内流体管理(例如冷却)。高功率密度的微型泵需要非常精确的零件,其公差通常以微米的关键组件测量。材料因应用而异,但通常包括钛和Hastelloy合金,碳化硅等陶瓷和各种高性能塑料(例如PEEK)。根据任务要求,它们是专门为发射和空间环境设计的(振动,真空,辐射)。为空间应用开发的微泵的示例包括:
十多年前,Flight Works 为立方体卫星和微型卫星引入了泵供推进系统的概念,如今,该公司的泵技术在 CAPSTONE 航天器执行任务的过程中发挥了关键作用,对此,该公司深感自豪。小型电动泵由加利福尼亚州圣路易斯奥比斯波的 Stellar Exploration 公司提供,该公司开发了推进系统,它将储存在储罐中的低压肼以高压方式输送到小型推进器。这种方法简化了推进系统,并允许使用保形、轻质储罐。为了满足可靠性和射程安全要求,泵头采用密封设计,并通过磁耦合由电动机驱动。“我们选择 Flight Works 泵作为市场上唯一可行的解决方案,可用于此应用。这款推进剂泵满足我们所有的要求
10 Uruguay Antelsat 2014 11 Iraq Tigrisat 2014 12 Finland Aalto 2 2017 13 Bangladesh Brac Onnesha 2017 14 Ghana Ghanasat-1 2017 2017 15蒙古Mazaalai 2017 16 Slovakia SKBE SKBE SKBE SKBE 2017 2017 - 2017 - 2017 - 2017 - 2017年2017年肯尼亚1 Kenya 1Kuns-Pf 2018 19 Costa rica rica rica rica rica 2018 j 2 22 bhut bhut bhut bhut bhut bhut and bhut bhut and bhut n of and bhut n of bhut n n of bhut and bhut YAT(JO-97)2018 23 Sri Lanka Ravana 1 29 Nepal 2019 2019卢旺达WASAT-1 2019 26危地马拉Queztzal-1 2020 2020 27 Slovenia Trisat 2020 28 Monaco OSM-1 Cicero 2020 Cobess列表,作为第一个国家卫星列表
对于MEP和行星科学来说,最紧迫的问题之一是,是否可以通过被认为是“低成本”的任务来实现高优先科学。这个研讨会以肯定的肯定回答了这个问题。具体来说,研讨会参与者介绍了一组多样化的高影响力的科学任务和概念。The Lessons Learned in Low-Cost Mission Implementation panel discussed the current development or execution of Mars missions consisting of ride-along payloads (e.g., the Mars Ingenuity Helicopter), rideshare-launched SmallSats or small- launch CubeSats (Mars Cube One [MarCO], Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers [EscaPADE]), and larger international satellites (e.g., the阿联酋火星任务)的成本从约2000万美元到3.5亿美元不等。小组成员还讨论了当前和未来的月球任务(Lunar Polar氢映射器[Lunah-Map],Lunar Trailblazer,Commercial Landers)在亚发现成本上限,因为火星任务中也可以实施大量的月球任务的技术和仪器。由多个研讨会参与者的演讲还提出了可靠的方法来使用成熟的仪器和飞行系统技术和任务实施来进行火星科学,其中许多人的生命周期成本将为发现任务的生命周期成本的25%至50%。