军用卫星可用于多种基本用途,从跟踪军事部署和提供敌方能力图片,到全球定位系统 (GPS) 指挥部队调动和辅助导弹和无人机制导。但还有另一种同样重要的军用卫星——通信卫星 (SATCOM)。SATCOM 使军方能够在所有环境和情况下保持一致的通信,传递情报和监视信息,以便指挥官了解情况并果断采取行动。它们为机动部队提供超视距 (BLOS) 连接,传输实时战场情报。作战人员在移动和距离超过视距时经常会遇到通信困难。为了连接到国防信息系统网络 (DISN),他们传统上必须控制地形并引入电缆,这增加了作战
激光还有一种不太为人所知的应用是卫星激光测距。在本月的专栏中,来自马里兰州格林贝尔特 NASA 戈达德太空飞行中心 (GSFC) 陆地物理实验室 (LTP) 的 John Degnan 和 Erri cos Pavlis 向我们介绍了卫星激光测距,并描述了利用该技术追踪两颗 Navstar GPS 卫星的努力。Degnan 博士是 LTP 的空间大地测量和测高项目办公室负责人。他自 1964 年起就受雇于 GSFC,当时作为德雷塞尔大学的实习生,他参加了对 Beacon Explorer B 卫星的首次激光测距实验。Pavlis 博士是 LTP 的高级大地测量学家,隶属于马里兰大学天文系。他的研究兴趣包括卫星轨道动力学和空间大地测量数据分析。
过去十年,在轨小型卫星的数量迅速增加,预计未来几年该领域的增长将进一步加速。2011 年,只有不到 100 颗重量不足 600 公斤 (kg) 的卫星被发射到地球轨道。2020 年,发射了 1,200 多颗此类卫星,其中绝大多数归商业实体所有。已颁发 1 份许可证,允许再发射数千颗卫星。这些趋势对全球军事用户具有重要意义。小型卫星提供了独特的能力和经济机会,但也带来了新的威胁。本简报概述了小型卫星技术的优势、弱点和战略影响,讨论了当前政府和商业在该领域的努力,并讨论了未来的潜在发展。
致谢 作者谨向瑞典航天界表示感谢;感谢瑞典国家航天委员会的 Kerstin Fredga 教授、Per Tegnér、Per Nobinder、Silja Strömberg、Lennart Nordh 博士等;感谢 Göran Johansson、Olle Norberg、Claes-Göran Borg、Peter Möller、Hans Eckersand、Peter Sohtell、Per Zetterquist、Jörgen Hartnor、Tord Freygård 以及航天工业内众多其他太空爱好者。在瑞典国防界,我要感谢国防物资管理局的 Manuel Wik、Mats Lindhé、Lars Andersson、Thomas Ödman、Björn Jonsson 和 Curt Eidefeldt;感谢瑞典国防学院的 Bo Huldt 教授邀请我为战略年鉴做出贡献;瑞典武装部队的 Anders Eklund、Anders Frost、Urban Ivarsson、Lars Carlstein、Göran Tode、Rickard Nordenberg、Ulf Kurkiewicz 和 Peter Wivstam;以及瑞典国防无线电研究所的 Bo Lithner。法国外交部(对外关系部 - 文化关系总局)提供的奖学金使我得以在 1982 年至 1983 年期间在巴黎度过了三个学期,在巴黎大学学习理论物理学和天体物理学。我还要感谢林雪平技术大学的 Torsten Ericsson 教授在我担任巴黎助理技术专员期间的指导,以及 KTH 的 Anders Eliasson 博士。还要感谢爱因斯坦和薛定谔的前学生、意大利帕维亚大学的 Bruno Bertotti 教授,他认可我在日内瓦联合国“防止外空军备竞赛特设委员会”的工作,并邀请我作为第四届卡斯蒂利翁切洛国际会议“促进核裁军 - 防止核武器扩散”的发言人。关于我在日内瓦的工作
新加坡太空技术与工业办公室(OSTIn)执行主任 David Tan 表示:“我们致力于支持本地太空技术能力的发展,以确保新加坡能够有效利用这些技术,满足国家在太空领域的需要。”
缺席了五十年之后,NASA根据Artemis计划重返月球表面 - 用于长期的人类勘探和利用 - 正在为小型卫星和小型陆地平台提供商业和学术机会(例如,商业月球付费量服务计划 - CLPS)。双旋转剂推进器是一种可靠,低风险和飞行验证的方法,用于用于进入,下降和降落(EDL)或空间附近操作所需的复杂操作所需的推进和态度控制。但是,由于过去十年来竞争激烈的商业太空市场,卫星子系统还必须负担得起,以购买最终的任务设计和工程解决方案。Therefore starting in 2019, and based off prior satellite integration work, Aerojet Rocketdyne (AR) undertook an advanced propulsion development effort to combine modern metal additive manufacturing (AM) techniques with thrust scalable hypergolic MON-25 propulsion technology to create a high performance and fully integrated (i.e., multiple thrusters integrated into a single package) reaction control system (RCS) at a fraction of the production cost when compared to the由单个推进器组装的遗产设计。RCS设计的开发点来自一系列新型的添加性制造推进器系列,稳定地燃烧了5 lbf和100 lbf的推力水平,用单甲基羟基津(MMH)燃料燃烧挥发性MON-25氧化剂。在子系统级别的成本降低了零件和功能的AM集成,从而减少了材料的构建,触摸劳动和组装时间。此外,AM允许设计适应不断变化的要求,例如推进器的数量,方向和推力水平。通过利用MON-25的较低冰点为-55°C(与传统的二氧化二氧化氧化氧化氧化氧化剂相比)来降低卫星水平的成本,以最大程度地减少质量,热量和功率需求,同时在深空环境中运行。此外,对于MMH/MON-25的相等体积混合比率的推进器操作允许在操纵过程中采用模块化方法进行储罐设计和可预测的重心。本文概述了ISE-5和ISE-100 MON-25推进器技术,该技术为集成设计和AM RCS概念本身的开发进步提供动力。这包括减少练习活动,例如概念证明AM材料测试示威者和水流测试单元。
空间技术——中国的遥感卫星 中国空间监视:遥感卫星星座。卫星在中国的反介入和反拒止战略中发挥着至关重要的作用,它可以对选定区域提供 24 小时监视能力。中国从 2006 年开始发射遥感系列卫星,这是一组可操作的 ISR 卫星,为中国提供了全球情报监视和侦察 (ISR) 能力。这些卫星位于 600 公里高空的低地球轨道 (LEO)。国家高级研究所 2018 年的一份报告表明,使用 CZ 2C 发射器从西昌发射场一次发射了三颗卫星。十二颗卫星占据的三个轨道平面也均匀分布在地球周围,相隔 120 度。这 12 颗卫星星座的结构表明,其目的是实现对北纬 35 度和南纬 35 度之间区域的近乎连续的 ELINT 监视。很可能很快会发射另外两个三联装,这样三个等距轨道平面将各有六颗卫星,间隔 60 度。这将创建一个由 18 颗卫星组成的运行星座。中国遥感卫星星座由 ELINT、SAR 和 EO 卫星组成,可提供大面积监视能力,尤其是在太平洋地区。该星座自 2010 年开始运行,为中国提供了 ISR 能力,可在远离海岸线的地方探测对手。该星座使用三种卫星:
空间 ISAC 的使命是促进全球航天工业的合作,以增强我们准备和应对脆弱性、事件和威胁的能力;在成员实体之间传播及时和可操作的信息;并作为该领域有关此类信息的主要沟通渠道。
摘要:2014 年至 2018 年期间,美国国家海洋和大气管理局系统架构和高级规划办公室 (OSAAP) 开展了美国国家海洋和大气管理局卫星观测系统架构 (NSOSA) 研究,以规划美国国家海洋和大气管理局运营环境卫星星座的长期未来。该卫星星座(可能包括代替美国政府卫星获得的太空能力)将从 2030 年左右开始,遵循当前的 GOES-R 和 JPSS 卫星计划。这是一个设计现代架构的机会,该架构没有关于仪器、平台、轨道等的先入为主的观念,而是由用户需求、新技术和利用新兴的空间商业模式驱动。在本文中,我们描述了研究的结构,回顾了主要结果,展示了观察优先级和估计成本如何推动下一代选择,并讨论了实施下一代美国民用环境遥感卫星的重要挑战。
高性能科学卫星的可持续发展之路 高性能科学卫星目前是政府资助机构的专属领域。Twinkle 太空任务背后的团队正在开发一种新型小型可持续科学卫星,利用商业太空领域的最新创新。 太空机构执行的科学任务对科学和社会产生了变革性影响。旅行者号等任务揭示了有关我们太阳系及其他地区的宝贵信息,而 Envisat 等地球观测卫星则提供了证实全球变暖的长期温度趋势。这些开创性的任务带来了无数发现,并为太空仪器设定了高技术标准。 哈勃和斯皮策太空望远镜以及 XMM-Newton 等一般空间科学观测站通常涵盖多种科学用例。这些卫星内的高性能科学仪器通常需要为每个任务专门开发的复杂而尖端的技术。由于开发时间长且实施成本高,与商业地球观测等其他领域相比,运行中的科学卫星数量相对较少。因此,到目前为止,科学界不得不在大量超额认购的太空望远镜上争夺时间。地面观测和新的小型机器人望远镜网络通常更容易获得,设施由政府间和私人组织建造和管理。许多这样的设施已经开发出创新的数据访问模型,包括出售望远镜“夜晚”和基于会员制的调查合作模型。随着时间的推移,社区已经习惯了这种新方法,购买“望远镜时间”的资金补助也随之增加。不幸的是,地面观测有其自身的挑战和局限性,由于地球大气的吸收和散射,大部分电磁波谱被阻挡。此外,天空和望远镜的热背景变化很大,使得在红外波长下无法进行高精度的地面观测。太空仪器可以克服这些问题,但众所周知,将卫星送入太空既困难又昂贵。全球许多大学和研究机构都通过建造内部科学“立方体卫星”(质量为几公斤 1 的卫星)来挑战当前模式。然而,与立方体卫星格式兼容的仪器通常太小,无法解决广泛的科学问题。到目前为止,这些问题只能通过政府机构建造的旗舰任务来解决。