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太阳能电池板在小型立方体卫星航天器设计中的应用
摘要。本文讨论了立方体卫星小型航天器的电源组织。研究了立方体卫星机载设备的各种电源供应方法。提出了使用太阳能电池板 (SP) 为立方体卫星供电的方法。展示了用太阳能电池板生产所需尺寸的太阳能电池阵列的开发技术。考虑了太阳能电池板的输入控制组织，以提高可靠性并实现所生产太阳能电池板的最大效率。介绍了一种用于诊断太阳能电池的开发支架，可以检测潜在缺陷。讨论了确定所开发的太阳能电池板的功率特性以及实现其最大效率所需的最佳负载的问题。描述了在立方体卫星飞行器上安装太阳能电池板的方法。通过在平流层探测器上发射立方体卫星，在太空中测试太阳能电池板的效率。收集并处理了实验中获得的飞行器电流供应和太阳能电池板电流产生的参数，结果以图表的形式呈现在文章中。根据获得的数据，展示了在立方体卫星型小型飞机上使用太阳能电池板的有效性。
航天器推进用气压调节器的开发模型
在定义了描述调节器性能的最新数学模型以及对各种非金属部件的辐射进行分析之后，提出了一个模型，该模型可以包含对调节机制的必要修改。由于时间限制和制造商的可用性，本论文未包含拟议项目的测试阶段。随后，对提出的模型进行了结构分析。此外，还进行了几项实验来评估弹性体对气体的渗透性，目的是改善调节器的气体泄漏。
小型航天器技术计划技术开发项目指南
小型航天器技术 (SST) 计划通过快速开发和演示适用于探索、科学和商业太空领域的小型航天器能力，扩大了执行独特任务的能力。SST 寻求在公共和私营部门采用有前景的技术，利用快速的发展速度，推动国家小型航天器行业的创新。SST 投资于该机构、学术机构、私营实体和公私合作伙伴关系的努力。更快的时间表和更低的成本允许更大的风险承受能力，提供机会引入新技术并通过失败进行迭代，以创造新能力或以传统成本的一小部分重建现有能力。
ASEN 6010 先进航天器动力学与控制 2021 年秋季
荣誉准则：所有就读科罗拉多大学博尔德分校课程的学生都有责任了解并遵守荣誉准则。违反政策的行为可能包括：剽窃、作弊、捏造、撒谎、贿赂、威胁、未经授权访问学术材料、点击欺诈、在未经所有相关课程讲师许可的情况下在多门课程中提交相同或类似的作业以及协助学术不诚实行为。所有学术不端行为事件都将报告给荣誉准则 ( honor@colorado.edu )；303-492-5550)。被发现违反学术诚信政策的学生将受到荣誉准则的非学术制裁以及教职员工的学术制裁。有关荣誉准则学术诚信政策的更多信息，请访问荣誉准则办公室网站。
多模航天器推进系统的电源处理单元和馈电系统开发
多模式航天器推进系统集成了两种或多种使用共享推进剂的推进模式。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校目前正在与 Froberg Aerospace, LLC 合作开发一种结合化学分解模式和电喷雾模式的多模式系统。从根本上讲，多模式航天器推进系统由推进器、电源处理单元和推进剂进料系统组成。本文详细介绍了之前开发的原型单推进剂电喷雾推进器的电源处理单元和进料系统的持续开发。电源处理单元由两个独立的升压电路组成，一个在电喷雾操作期间提供 3.25 kV DC，另一个在化学模式操作期间提供 24 V DC。进料系统架构是一个单一的气体加压系统，每个操作模式都有不同的流路，并且必须在电喷雾模式下提供约 850 nL/s 的体积流速，在化学模式下提供 100 μL/s 的体积流速。
探索立方体卫星与 ESPA 大小的地球轨道航天器的 DET 与 MPPT 交易
1. Magalhães, Renato Oliveira de 和 Moreira, Herbi Junior Pereira 空间电源拓扑选择及其系统级建模与控制。《航空技术与管理杂志》[在线]。2020 年，第 12 卷 [2021 年 6 月 18 日访问]，e2720。可从以下网址获取：。2020 年 7 月 15 日电子出版。ISSN 2175-9146。https://doi.org/10.5028/jatm.v12.1158。2. O. Shekoofa 和 E. Kosari，“基于系统级规范比较卫星电力子系统的拓扑结构”，2013 年第 6 届空间技术最新进展国际会议 (RAST)，伊斯坦布尔，2013 年，第 671-675 页，doi：10.1109/RAST.2013.6581295。 3. Z. Xuan、K. Qing、Y. Wentao、X. Jie、L. Feng 和 Y. Xiangan，“MPPT 和 DET 方法下航天器太阳能电池阵列的功率评估指标”，2019 年欧洲空间电力会议 (ESPC)，法国胡安莱潘，2019 年，第 1-4 页，doi：10.1109/ESPC.2019.8932076。
航天器视线抖动管理和缓解经验教训以及工程最佳实践
• 技术出版物。已完成的研究或重要研究阶段的报告，介绍 NASA 项目的成果，包括大量数据或理论分析。包括被认为具有持续参考价值的重要科学和技术数据和信息的汇编。NASA 同行评审的正式专业论文的对应文件，但对手稿长度和图形演示范围的限制不那么严格。• 技术备忘录。初步或具有专门意义的科学和技术发现，例如快速发布报告、工作文件和包含最少注释的参考书目。不包含广泛的分析。• 承包商报告。NASA 赞助的承包商和受资助者的科学和技术发现。
让小型航天器也能执行深空任务
Rocket Lab 的高 ΔV 小型航天器高能光子 (Photon) 可以实现定期、专用、低成本的行星目的地科学任务，从而为科学家提供更多机会并提高科学回报率。高能光子可以搭载 Rocket Lab 的电子运载火箭发射，以精确瞄准行星小型航天器任务的逃逸渐近线，有效载荷质量高达 ~40 千克，无需中型或重型运载火箭。高能光子还可以作为次级有效载荷在 EELV 二级有效载荷适配器 (ESPA) Grande 端口或 Neutron 等其他运载火箭上飞行。本文介绍了目前正在开发的行星小型航天器，这些航天器利用了 Rocket Lab 的深空能力，包括月球、金星和火星任务。
使用进化阈值和LSTMS检测航天器遥测中的异常
限制的检测引擎可能会发现点异常，各种专家系统涵盖了其他事件[2]。由于生成新的地面真相集非常昂贵，因此无监督的算法已成为主流。在TeleManom [1]中，使用长期短期记忆（LSTM）网提取预期的遥测值。然后，使用的差异和实际值之间的差异无监督阈值来检测事件。作为单独的LSTMS处理不同的遥测通道，TeleManom提供了可追溯性和可解释性，这对于空间应用至关重要。用于检测遥测异常的数据驱动算法通常被大量参数化，并且不正确的超级参数会恶化其性能。我们以[1]为基础，并提出了一种遗传算法（GA），以进化其未受监督阈值部分的超参数（Sect。2）。实验表明GA提高了TeleManom的能力（3）。我们表明，应重新审视检测器的质量，因为捕获检测异常的时间方面的指标（相对于地面真理）传达了非常重要的信息。
利用机器人操纵器进行柔性航天器建模与控制
由于存在碰撞风险和人造物体的堆积，尤其是在低地球轨道 (LEO) 中，围绕地球运行的空间垃圾的增多已成为现役航天器和未来任务面临的重大问题。为了缓解这一问题，人们提出了新的解决方案。空间机器人已被纳入在轨服务，以帮助人类在太空环境中开展活动，特别是机器人操纵器可以在主动清除碎片方面发挥关键作用。本论文的目的是开发一个灵活的航天器动力学和控制模型，包括空间操纵器。采用混合方法实现主体和操纵器动力学。具体而言，操纵器运动方程是从拉格朗日公式中获得的，而主体动力学则用刚体的欧拉方程表示。机械臂是一个带有两个连杆的两自由度 (DOF) 平面操纵器。主要结构特性是在与文献中的空间机械臂进行比较后选择的。另一方面，JAXA 微型卫星 PROCYON 被用作航天器的主体。与 PROCYON 航天器一样，也考虑了金字塔形配置的四个反作用轮系统。所有建模和仿真阶段均在 MATLAB/SIMULINK 环境中进行。这项工作的另一个重要方面是卫星的柔性部分，由 PROCYON 航天器的四个太阳能电池板表示。使用 PATRAN/NASTRAN 进行有限元法 (FEM) 分析，以获得模型所需的自然模式和频率，并评估刚性和柔性部分之间的耦合矩阵。论文的第二部分是关于控制策略。两种不同的控制器用于机械手的运动和主体姿态控制。机械臂采用简单的比例-积分-微分 (PID) 控制器，目的是实现所需的关节角度位置，以便捕获碎片/目标。对于姿态控制，采用具有线性二次调节器 (LQR) 的主动抗扰控制 (ADRC) 作为控制律，以便获得快速稳定的响应，并消除作用于系统的所有内部和外部扰动。仿真环境中的令人满意的结果证明了 ADRC 执行姿态控制的能力，