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纳米卫星在星座中的应用
摘要：在一些地理条件恶劣的地区（如沙漠、海洋和森林），直接连接到地面网络很困难，因此空间通信是唯一的选择。在这些偏远地区，物联网 (IoST) 应用也可以成功使用。本文提出了用于 IoST 应用的有效载荷，展示了如何有效地使用自动识别系统 (AIS) 和火灾探测系统。基于高效低成本通信的太空任务可以使用一组纳米卫星来更好地满足这一需求。这两个使用一组纳米卫星的应用可以为多个国家提供相关的大学级数据，作为教育计划项目中空间技术转让的有效政策。为了提高教育参与度和对空间技术的兴趣，本文分享了基于对纳米卫星的深入设计以及多项分析（数据预算、链路预算、功率预算和寿命估计）的项目可行性研究的经验教训。最后，本文通过实验重点介绍了用于火灾探测的经济高效的传感器节点的开发和应用，以及使用 GPS 在 IoST 框架中实现 AIS 功能。
微型和纳米卫星的空间加速度计
Manuel Rodrigues (1) 、J. Bergé (1) 、D. Boulanger (1) 、B. Christophe (1) 、M. Dalin (1) 、V. Lebat (1) 、F. Liorzou (1) (1) ONERA，巴黎萨克雷大学，F-92322 Chatillon，法国，+33146734728，manuel.rodrigues@onera.fr 摘要 ONERA 物理系 50 年来一直致力于开发用于空间科学的高性能加速度计。 2017 年，由法国蔚蓝海岸天文台和 Onera 提出的 CNES MICROSCOPE 任务在基础物理学方面取得了出色的成果。 借助加速度计，它在等效原理（广义相对论的基石）测试中取得了有史以来最好的结果。 2013 年，ESA GOCE 任务搭载 6 个静电加速度计，绘制出了最佳的地球重力图。最近，两颗 JPL GFO 卫星发射升空，在 GRACE 进行 15 年的测量后，为大地测量学界提供了成果。对于未来的任务，我们将利用实验室的遗产，开发一种更紧凑的加速度计，用于微型卫星或纳米卫星上的科学研究。在概述过去几十年取得的成就之后，演讲将重点介绍未来在小型卫星或纳米卫星上大地测量和基础物理学方面的发展。
将纳米卫星应用于月球任务
近年来，太空行业的两个主要主题是向月球任务的复兴，促进了人类在太阳系中的扩展以及立方体发射的迅速增长。月球任务将在可持续太空探索中发挥重要作用。路线图概述了当前和下一代探险家的下一步，并重申了14个太空机构返回月球的兴趣。在过去的十年中，一种更大胆的空间创新方法和低成本小卫星的扩散邀请了商业化，随后加速了微型技术的发展，并大大降低了与立方体相关的成本。在这种情况下，越来越多的立方体被视为低地球轨道以外的开创性任务的平台。本文描述了向月球进行的3U纳米卫星任务，该任务设计为UKSEDS卫星设计竞赛的一部分，能够捕获和分析月球环境的细节。为了实现主要的任务目标，已经包括一个相机和红外光谱仪，以将有关历史悠久的月球标志的信息转移到地球上。该设计的开发是与Open Cosmos的OpenKit集成的，并由SSPI领域的专家进行了审查。本文包括对当前微型工具状态的详细评估以及通过Lunar Cubesat Mission可以实现的科学回报质量。这是对月球群体的整体可行性研究，讨论与立方体技术相关的当前局限性和挑战的讨论以及未来任务的框架。
纳米卫星（Elana）的教育推出
NASA的Cubesat发射计划（CSLI）为小卫星有效载荷提供了发射机会。 这些立方体作为先前计划的任务或风险投资班发射器的主要有效载荷作为辅助有效载荷飞行。 立方体是一类称为纳米卫星的研究航天器。 要参加CSLI计划，Cubesat调查应与NASA的战略计划和教育战略协调框架一致。 该研究必须解决科学，探索，技术发展，教育或运营的各个方面。NASA的Cubesat发射计划（CSLI）为小卫星有效载荷提供了发射机会。这些立方体作为先前计划的任务或风险投资班发射器的主要有效载荷作为辅助有效载荷飞行。立方体是一类称为纳米卫星的研究航天器。要参加CSLI计划，Cubesat调查应与NASA的战略计划和教育战略协调框架一致。该研究必须解决科学，探索，技术发展，教育或运营的各个方面。
- 智能手机纳米卫星的phonesat系列
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态度控制纳米卫星的硬件和软件
Table 3-1: SFL-Sinclair Interplanetary Reaction Wheel Specifications ........................ 26 Table 3-2: Reaction Wheel DC Motor Parameter Estimates ....................................... 47 Table 3-3: RW0.03 Shunt Resistor Sizing .................................................................... 55 Table 3-4: RW0.06 Shunt Resistor Sizing ..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... .............................................................................................................................................. 64
激光交联任务编队飞行的 6U 纳米卫星设计
随着近年来星载数据量的不断增长，自由空间光学 (FSO) 或激光通信系统正备受关注，因为它们可以实现超过 1 Gbps 的超高数据速率。使用红外光学终端和纳米卫星的超高速卫星间链路系统 (VISION) 是一项技术演示任务，旨在建立和验证使用两颗编队飞行的 6U 纳米卫星的激光交联系统。最终目标是在数千公里的距离上实现 Gbps 级的数据速率。为了建立空间对空间激光通信，每个卫星的有效载荷光轴应在交联过程中精确对齐。有效载荷是激光通信终端 (LCT)，包括可部署空间望远镜 (DST)，它可以提高光学链路性能。6U 纳米卫星总线采用商用现货 (COTS) 组件设计，以实现敏捷系统开发。为了实现精确的编队飞行，该平台配备了带有 GNSS 接收器和 RF 交联器的相对导航系统、星跟踪器、3 轴反作用轮 (RW) 和推进系统。提出的激光交联系统概念将有助于未来构建具有高速和安全链路的 LEO 通信星座。
![[SSC22-S1-04]](/simg/b\b80a8d55156a8b1b0ea19756a5c3037c13c86a1d.webp)
[SSC22-S1-04]
2017 年，近 300 颗立方体卫星被送入太空，此后 3 年，立方体卫星数量持续下降。虽然 2021 年创下了约 326 颗纳米卫星发射的新纪录，但过去 10 年发布的有关立方体卫星增长的大多数预测和预期都没有实现。本文试图回答原因，并根据计划的任务和历史趋势做出新的预测。本文的第一部分介绍了最新的纳米卫星和立方体卫星发射统计数据。在数据库的 3400 多个条目中，截至 2022 年 8 月 1 日，已发射了 2068 颗纳米卫星或 1893 颗立方体卫星。已发射立方体卫星的总估计质量仅为 ∼ 7428 千克（4952U Ö 1.5 千克），小于一批 60 颗 Starlink 航天器。第二部分重点关注飞越低地球轨道的纳米卫星子集，列出了 79 个从 MEO 到日心轨道的轨道任务，其中 15 个发射到太空。研究的第三部分收集了多个组织的小型卫星发射预测，并将其与历史结果进行了比较。讨论了出现分歧的原因。发射延迟是几年来的原因之一，但大部分增长应该来自商业立方体卫星星座，而几乎所有这些星座都尚未大规模出现或正在过渡到更大的卫星。这项工作的最后一部分为未来 6 年创建了新的立方体卫星发射预测。这是对作者在 2018 年初和 2020 年初的先前预测的更新。我们预测，从 2022 年初到 2027 年底将发射 2080 颗纳米卫星。在发射了第一颗纳米卫星并面临空间技术开发和空间商业模式的挑战后，大学和公司可能已经度过了一些早期的兴奋。然而，由于太空中仅有 4 颗行星际立方体卫星，发射选项正在迅速扩大，且还有许多可能的激动人心的技术尚待开发，纳米卫星的生产时代仍可能持续。
ESA的分布式太空天气传感器系统（D3S） 用亚螺旋网拆除空间碎片 空间碎屑按空间激光研究挠度
最初的任务概念研究，以评估使用纳米卫星在近地空间中使用纳米卫星进行操作空间天气监测的可行性（延迟，寿命，可靠性）。
小型航天器技术最新报告 - NASA
2013 年，NASA 发布《小型航天器技术最新进展》第一版报告时，全球已发射了 247 颗立方体卫星和 105 颗其他重量低于 50 公斤 (kg) 的非立方体卫星小型航天器，占多年来发射入轨质量的不到 2%。仅在 2013 年，发射的所有航天器中约有 60% 的质量低于 600 公斤，在 600 公斤以下的航天器中，83% 的质量低于 200 公斤，37% 是纳米卫星 (1)。在 2020 年发射的 1,282 颗航天器中，94% 是总质量低于 600 公斤的小型航天器，在 600 公斤以下的航天器中，28% 的质量低于 200 公斤，9% 是纳米卫星 (1)。自 2013 年以来，小型航天器的飞行历史增加了 30% 以上，并已成为商业、政府、私人和学术机构进入太空的主要来源。