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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，
光通信有效载荷的航天器微振动分析
与作家雷蒙·斯尼奇的小说相反，促使我撰写这篇论文的是《一系列幸运事件》。我没有时间和空间来汇编这些事件，但我会尽力记住所有使这些成为可能的人。首先，我要感谢我的导师 Juraj Poliak 博士给我机会在论文开发期间与他和他的团队合作。我还要感谢我的团队负责人 Ramon Mata Calvo 博士和我在 DLR-KN 这几个月遇到的所有同事。其中，特别要感谢 DLR-KN 的学生同事：Cesar、Michael、Joana、Mareen 和所有其他人，他们是珍贵的陪伴和愉快的午餐（有时是晚餐）伙伴。我要感谢我在都灵理工大学期间遇到的所有朋友和大学同事，他们是我的第二个家庭，即使相隔千里，他们也一直支持我。感谢 Francesco MD、Claudio、Gaetano、Alessandro、Nicolò、Francesco G.、Luca、Davide、Vito、Alessio P.、Alessio L.、Mariano 和 Niki。我还要感谢 Cubesat PoliTo 团队及其所有成员。最后但并非最不重要的是，我要感谢我的家人，尤其是我的父母，他们总是支持我做出的人生决定，即使他们并不完全理解背后的原因。
用于航天器推进的高温推力器技术
自 1985 年以来，一项技术计划一直在进行，旨在开发用于航天器的耐高温氧化推进器。这项技术的成功开发将为设计性能更高、羽流污染更少的卫星发动机奠定基础。或者，这项技术计划将提供一种具有高热裕度的材料，使其能够在常规温度下运行，并延长可加燃料或可重复使用的航天器的使用寿命。新的腔室材料由铼基体组成，表面涂有铱以防氧化。这种材料将推进器的工作温度提高到 2200°C，比目前使用的硅化物涂层铌腔室的 1400°C 有显著提高。用铱涂层铼制造的 22 N 级空间保持发动机的稳态比冲比铌腔室高 20 到 25 秒。预计 Ir-Re 远地点 440 N 级发动机将额外提供 10 到 15 秒。这些改进的性能是通过减少或消除燃烧室内的燃油膜冷却要求，同时以与传统发动机相同的总混合比运行而实现的。该项目试图将飞行资格要求纳入其中，以降低飞行资格项目的潜在风险和成本。
SN-100 ESPA 超级微型卫星
Sierra Space 是少数成功设计、批量生产和发射大型低地球轨道小型卫星星座的公司之一。Sierra Space 根据固定价格合同为 ORBCOMM 第二代 (OG2) 通信星座生产了 18 颗航天器。我们在位于科罗拉多州路易斯维尔的制造工厂生产并集成了有效载荷。在全面生产率下，我们每月提供 3 个成品总线。这些航天器的设计寿命为 5 年，并采用商业行业最佳实践对 B/C 类任务进行任务保证。凭借超过 7 年的在轨性能，该通信星座超出了此次任务的要求。
软件在航天器事故中的作用 - Nancy Leveson
摘要：解决任何问题的第一步也是最重要的一步是充分了解问题，以便创建有效的解决方案。为此，研究了几起与软件相关的航天器事故，以确定常见的系统性因素。虽然每起事故的细节各不相同，但都发现了与安全文化、管理和组织以及技术缺陷有关的非常相似的因素。这些因素包括自满和低估软件风险、责任和权力分散、沟通渠道有限和信息流不畅、系统和软件工程不充分（规范差或缺失、不必要的复杂性和软件功能、没有适当安全分析的软件重用、违反数字组件的基本安全工程实践）、审查活动不足、系统安全工程无效、测试和模拟环境有缺陷以及人为因素工程不足。本文讨论了这些因素中的每一个，并提出了一些关于如何在未来项目中消除它们的建议。
软件在航天器事故中的作用 - Nancy Leveson
摘要：解决任何问题的第一步也是最重要的一步是充分了解问题，以便创建有效的解决方案。为此，研究了几起与软件相关的航天器事故，以确定常见的系统性因素。虽然每起事故的细节各不相同，但都发现了与安全文化、管理和组织以及技术缺陷有关的非常相似的因素。这些因素包括自满和低估软件风险、责任和权力分散、沟通渠道有限和信息流不畅、系统和软件工程不充分（规范差或缺失、不必要的复杂性和软件功能、没有适当安全分析的软件重用、违反数字组件的基本安全工程实践）、审查活动不足、系统安全工程无效、测试和模拟环境有缺陷以及人为因素工程不足。本文讨论了这些因素中的每一个，并提出了一些关于如何在未来项目中消除它们的建议。
敏捷任务设计实用指南和航天器
抽象的传统上，复杂的空间硬件和任务设计一直是文档驱动的过程[1]。但是，鉴于跨学科设计在动态的全球太空经济中的复杂性日益增长，硬件设计社区正在寻找方法来优化工作流程，鉴于当前工具和流程的挑战和局限性。“简介”通过确定任务生命周期与太空任务分析和设计之间的重叠来提供一些有关太空任务和硬件设计的背景。以下节“敏捷航空航天”提供了有关从传统的顺序模型转移到空间设计和开发中并发和迭代敏捷模型的好处。讨论了成功的敏捷公司和远程工作的兴起的一个例子。“敏捷太空行业中远程团队的实用指南”部分提供了实用的准则，以从敏捷方法的优势中受益，尤其是在远程开发中数据驱动的系统工程方法之后。介绍空间运营的复杂性日益复杂，太空领域的公司和机构正在寻找工作流和开发优化的工具和方法。这与软件行业中发生的情况相当[2,3]，在过去的几十年中，必须解决类似的问题。在软件行业的敏捷方式时代，将这些方法带入硬件设计并呈现出数据驱动的系统工程（DDSE）方法的敏捷空间硬件和任务设计的想法。本节介绍了任务生命周期和太空任务分析与设计（SMAD）过程，这些过程与实现空间操作的骨架相互联系。
小型航天器技术状况艺术报告
下面所描述的信息并非旨在详尽，而是概述了当前的最新技术及其对特定小型卫星子系统的开发状态。本章中的组织/公司列表并非无所不包，也不构成NASA的认可。无意提及某些公司并根据其技术或与NASA的关系省略其他公司。信息仅用于意识和指导。广告宣传的性能可能与实际绩效有所不同，因为该信息尚未由NASA主题专家独立验证，并且依赖于直接来自制造商或可用公共信息提供的信息。应注意的是，TRL指定可能会随着有效载荷，任务要求，可靠性注意事项和/或展示性能的环境的特定更改而变化。读者与公司联系，以获取有关所描述技术的性能和TRL的更多信息。
2021 年太空技术中的小型航天器简介 NASA 小型航天器论坛 | 2021 年 3 月 25 日
小型航天器技术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的能力，扩展了执行独特任务的能力。
2023 年先进小型航天器技术报告
本报告每年更新一次，以收集 NASA 和其他来源提供的有关公开的小型航天器系统的大量新信息。虽然所有章节的更新都反映了小型航天器市场的增长，但我们也做出了一致努力，以更新最新技术发展领域，这些发展最终可能会弥补现有的技术差距。多年来，每章的组织方法已经日趋成熟，不仅可以捕捉当前最先进的 SmallSat 技术的发展状况，还可以提炼出读者在确定任务组件时需要考虑的设计考虑因素。章节组织包括技术介绍、技术可采购系统的当前发展状况以及所调查技术的汇总表。每章的内容都经过独特组织，以呈现关于航天器子系统的小型独立报告，并且以前版本的信息会根据新技术和成熟的技术以及参考任务（如果适用）进行更新。最后，作者试图以一致的方式使用“SmallSat”、“微型卫星”、“纳米卫星”和“CubeSat”这些术语，即使这些术语在航天工业中经常互换使用。