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TESSERAE 大型空间结构项目
• 制造按比例缩小的机电基元：为测试组装和构造概念，在实验室中构建了约 1:50 的缩小实验硬件平台。最受探索的几何形状之一“巴基球”提供了高效的表面积与体积比，接近球体。对于太空应用，考虑到将预制表面覆层发射到轨道的成本高昂，最好在给定表面积下最大化体积。这些结构基元允许快速进行原型设计、迭代，以及通过几何和磁性对结构粘合的物理和机电特性进行评估。具体而言，瓦片之间的二面角粘合角为巴基球或其他封闭形状建立了适当的壳几何形状，磁体行为由计算代码和每个瓦片中的电力电子设备控制。主要构建两种类型的基元：可自组装成空心结构的壳瓦片，例如巴基球的五边形和六边形瓦片（图 1）；和细胞节点（即准六面体）可自组装成填充空间的设计，例如截角八面体线的堆叠。我们使用了多种 3D 打印技术来制造外壳，为了获得更精确的公差，我们优先使用光固化光聚合物打印机。这些瓷砖通过电池和超级电容器组合供电，在我们最新的国际空间站 (ISS) 测试原型上，其规格为 2 到 3 秒内产生 20 W 脉冲（图 2）。一套定制的电子元件（包括传感器、LED、中央处理器和数据存储器）安装在预制的 PCB（印刷电路板）上，这些 PCB 运行 Python 和 C++ 中的自组装算法代码。 • 微重力测试：这些微型平台随后在微重力环境中进行测试，测试范围从抛物线“零重力”飞行中反复出现的 15-20 秒失重期，到亚轨道火箭实验室内三分钟的漂浮，再到国际空间站上为期多天的轨道任务（图 3）。当被释放到这些微重力环境中漂浮时，瓷砖会记录传感器数据，摄像头会捕捉镜头进行分析，为下一系列迭代原型提供信息。这些微重力测试对于全面了解在优化的瓷砖质量与磁场强度比下的自组装行为至关重要。对于国际空间站任务，要么使用密闭实验箱进行纯自主轨道测试，瓷砖必须在其中自行启动，要么在宇航员看管的实验中将瓷砖释放到开放过道中，以获得更大的测试空间。 3 为了补充小规模硬件测试，我们使用了一套机器人模拟软件（特别是 Cyberbotics 的 WeBots）来生成人类居住规模的轨道上自组装行为的数学严格模型。
太空法评论
空间行业在2022年很忙。美国国家航空航天管理局的Artemis航天器终于到达了月球，为未来的月球勘探奠定了基础。Artemis 1将许多小型月球研究飞船（包括日本的Omotenashi Lunar Lander）作为次要有效载荷。韩国的第一个月球轨道丹努里（Danuri）是由猎鹰9火箭发射到太空中的，其中一枚还推出了日本公司Ispace的私人月球任务Hakuto-R Mission 1。2022年也一直在忙于太空旅游。Blue Origin的新Shepard在三个航班中乘坐下轨轨迹推出了六名乘客。SpaceX的船员龙太空胶囊发射是美国国际空间站的第一个美国太空旅游任务。船上的船员由公理空间操作的任务包括一名专业宇航员和三名游客。中国通过增加了奇尼亚和孟蒂安实验室模块，完成了天和空间站的建设。Wentian和Mengtian都成功发射并停靠到空间站。波音公司推出了其Starliner Space胶囊的第二次无人测试飞行。测试航班成功，将为Starliner在2023年的首次乘员测试飞行带来前进。我们还看到了该行业的预测合并，包括Viasat和Inmarsat之间的拟议合并以及OneWeb和Eutelsat之间的合并。这在2021年的联合国气候变化会议上达到了公共议程，更常见于COP26，也称为2022年的COP27。对我特别突出的是，近年来，尤其是在2022年，人们对我们在地球上生命的价值的价值以及空间是我们陆地生态系统的一部分的观点。清楚地证明了甲烷和碳测量值，监测和验证的空间应用值。是对保护地球和太空环境的迫切需求的日益认识。商业活动和轨道种群的增长对长期空间活动的可持续性产生了很大的影响。一些公司正在积极寻找符合空间碎片缓解标准和可持续性目标的清晰程序和流程的许可制度和监管机构。确认环境，社会和治理（ESG）目标的许可制度可以帮助公司提高融资，提供更好的保险风险，并可以允许其他司法管辖区的市场获得市场。实际上，联合国环境计划财务计划最近表示，将ESG问题整合到其投资分析中是公司信托义务的一部分。
逐节分析
第 101 条 商业载人航天飞行活动。运输部 (DOT) 负责监管美国境内和美国境外实体进行的商业发射和再入活动。其监管方式符合公众健康和安全、财产安全以及美国的国家安全和外交政策利益。为了更好地确保载人航天飞行在整个任务生命周期（包括太空作业）的安全，应修改美国法典第 51 篇第 V 节（第 509 章），授权运输部授权在外层空间运行载人航天飞行器。此类授权将为运输部提供一条更清晰、更直接的途径，授权和监督机组人员、航天飞行参与者和政府宇航员的安全，从飞行前他们暴露于飞行器危险开始，直到着陆后他们不再暴露于飞行器危险为止。这将确保载人航天飞行活动在其整个生命周期内得到一致的监管，从而确保从发射到再入大气层的公共安全和乘员安全。具体而言，该提案将修订 51 USC 50902，将“载人航天飞行器”定义为载人航天器，包括运载火箭或再入飞行器、居住舱或其他物体，用于在亚轨道或外层空间（包括天体）运行。美国公民需要持有执照才能在外层空间操作载人航天飞行器。（51 USC 50904）。交通部将授权载人航天飞行器的运行，但必须符合公共健康和安全、财产安全、空间可持续性、美国的国际义务以及国家安全、外交政策和美国的其他国家利益。（51 USC 50905）。该提案在交通部的现有权限中增加了“空间可持续性”和“其他国家利益”。纳入“太空可持续性”将允许交通部将碎片减缓纳入其中，并要求在其法规中采取措施保护外层空间的可持续利用，包括轨道碎片的减缓和补救以及对太空运行环境的影响的考虑。纳入“其他国家利益”将允许交通部确保在许可中考虑到除国家安全和外交政策利益之外的美国利益，特别是与美国民用太空计划相关的利益（美国国家航空航天局 (NASA)、美国国家海洋和大气管理局和美国地质调查局的利益）。这将包括行星保护和月球遗址保护、科学卫星保护以及与 NASA 的 Artemis 计划的冲突消除。太空可持续性和其他国家利益的增加也将适用于发射和再入许可
外太空的最新一代太阳能电池
Jose Dario Perea 1 * , Diana Carolina Gasca 2 , Ghisliane Echeverry-Prieto 3 , Valentina Quiroga-Fonseca 4 , Carolina Orozco-Donneys 5 , Leidy Catherine Díaz-Montealegre 6 , Alejandro Ortiz 7 , Giovanny Molina 3 , Daniel Cruz 8 , Aaron Persad 9 , Sai Nithin Redd-Kantareddy 9 , Josua Wachsmuth 10 , Thomas Heumueller 11 , Christoph Brabec 12 , Victor Alfonso Rodriguez-Toro 13 , Carolina Salguero 14 1 University of Toronto, Department of Chemistry , Toronto, CANADA 2 Soft Coating Production Line, Tecnoglass Inc. , Barranquilla, COLOMBIA 3 Faculty of Natural and Exact Sciences, University of Valle , Cali, COLOMBIA 4 Department of Physics, University of los Andes ，波哥大，哥伦比亚5大学，院院，哥伦比亚加利福尼亚州deprendizaje区域valle-马克斯·普朗克学会，德国柏林9号机械工程部，马萨诸塞州技术研究所，剑桥，马萨诸塞州02139，美国10号太阳能工厂（SFF），巴伐利亚应用能源研究中心（Zae Bayern） Z Institute Erlangen-Nürnberg可再生能源（HIERN），91058 ERLANGEN，德国，13电气学院计算机工程，佐治亚理工学院，美国佐治亚州亚特兰大 14 从实验室到现场 (Del Laboratorio al Campo)，哥伦比亚圣安德烈斯，普罗维登西亚和圣卡塔利娜州 * 通讯作者：josedario.pereaospina@utoronto.ca 引用：Perea, J.D., Gasca, D.C., Echeverry-Prieto, G., Quiroga-Fonseca, V., Orozco-Donneys, C., Díaz-Montealegre, LC, Ortiz, A., Molina, G., Cruz, D., Persad, A., Redd-Kantareddy, SN, Wachsmuth, J., Heumueller, T., Brabec, C., Rodriguez-Toro, V.A. 和 Salguero, C. (2021)。外太空的最新一代太阳能电池：哥伦比亚中学生和高中生的 STEM 外展项目。欧洲 STEM 教育杂志，6(1)，12。https://doi.org/10.20897/ejsteme/11353 出版日期：2021 年 11 月 18 日 摘要 作为一项前所未有的协作推广工作的一部分，我们实施了一项创新的 STEM 推广项目，来自哥伦比亚不同传统上代表性不足的学区的 80 多名初中和高中学生 - 他们之前对材料科学或光伏技术一无所知 - 创造了最新一代太阳能电池 (LGSC)，这是几次亚轨道太空飞行任务的一部分。因此，学生们能够将发射到太空的太阳能电池和模块获得的视觉和仪器数据与留在地球上的类似样本进行对比，以测量太空飞行条件下发生的退化情况。同时，参与其中的学生能够培养他们的好奇心、增强他们的科学技能并增加他们在 STEM 领域从事职业的兴趣。
新墨西哥太空谷联盟总体叙述
1 概要。区域增长集群。新墨西哥太空谷联盟是一项全面而包容的跨部门倡议，重点关注商业、私营部门、“新太空”行业的区域增长集群。太空包括参与开发、提供和使用太空相关产品和服务的公共和私人参与者，包括制造和使用太空基础设施（地面站、运载火箭、卫星）、太空应用（导航设备、卫星电话、气象服务）和相关科学研究。由于太空是一个如此广泛的领域，增长将涵盖许多行业，包括 IT/网络安全、制造业和工程业。联盟的新太空重点旨在开启第二个太空时代。1957 年，当第一颗人造卫星发射时，太空探索、军事创新和通信由国家太空和国防机构主导。在新世纪，除了阿波罗、航海者、哈勃和创世纪等名字外，还有 SpaceX、SpaceShip 2 和蓝色起源。私营公司通过发射卫星、为国家太空项目提供零部件以及建造自己的载人火箭，满足了全球对互联网、移动和其他太空技术的需求。去年，我们看到了第一批平民乘坐亚轨道火箭旅行——包括理查德·布兰森的维珍银河，从新墨西哥州的美国太空港发射。私人参与也加强了公共部门的太空产业。GPS 和遥感对于抗击疫情至关重要，用于测量社交距离、告知暴露情况和衡量供应链健康状况。在俄罗斯入侵乌克兰期间，美国太空部队全天候使用太空资产协助决策。太空谷联盟将其资源集中在新太空经济上，同时追求全球准备和竞争力的要求。联盟成员和合作伙伴。阿尔伯克基市是新墨西哥州最大都市区市政府，在改善少数族裔社区经济方面具有相当大的影响力。新墨西哥州中部社区学院 (CNM) 是该国排名第一的社区学院，为西班牙裔学生提供副学士学位和证书，为美洲原住民提供副学士学位和证书。新墨西哥州航天港管理局在新墨西哥州中南部农村地区运营着世界上第一个专门建造的 FAA 许可商业发射综合体——美国太空港。CNM Ingenuity, Inc. 是 CNM 的非营利经济发展部门，通过重返工作岗位和技能提升计划，为工薪家庭、农村远程学习者、低收入者、失业者和未充分就业者创造就业机会。新墨西哥贸易联盟是一家非营利组织，为新墨西哥州的公司提供出口援助，并制定计划，以提高该州的全球竞争力和连通性。NewSpace New Mexico 是一家非营利组织，通过让行业领导者获得设备和测试、原型设计、先进制造、协作工作空间和服务来加速太空创新，从而推动他们从概念到产品再到销售。分奖项获得者包括 (1) 高等教育：新墨西哥大学、新墨西哥矿业技术学院、新墨西哥州立大学、纳瓦霍技术大学；(2) 协会：新墨西哥州
火箭发动机测试系统
在2021年进行的轨道尝试远远超过历史上的任何一年（1）。世界各地的公司和政府尝试了146次飞行，拥有135台成功的轨道。2022年的前六个月看到了这一趋势继续以72次成功的飞行。和2021年打破了先前在1967年在太空竞赛高峰期创下的139次尝试的记录，因为苏联和美国竞争激烈地到达太空。2020年代的太空竞赛包括两国不仅包括两个国家 - 现在推出了美国，英国，欧洲，俄罗斯，中国，印度，土耳其，伊朗，以色列等。，种族不再是政府项目；许多私人太空公司都在竞争，将大量的投资者资金带入了市场。新的火箭技术正在实现太空发射的这种激增。SpaceX在2021年启动了31个Falcon 9任务，所有这些任务都成功。他们的新型火箭设计方法使他们能够使用先前使用的火箭核来启动所有这些任务 - 仅引入了两个新的Falcon 9第一阶段来支持这些发射。随着这些公司和国家继续投资，使太空推出更加可靠，可重复使用和负担得起的发射次数和这些发布的范围将继续增加。支持这些发射的基础架构也在增加。有35个主动太空港和发射设施可以支持轨道，轨道和轨道外部任务。地点列表跨越了全球，包括所有大洲和13个国家（2）。其他国家现在正在建立新的设施。和其他站点用于测试从这些设施发射的火箭。这是成为空间行业一部分的激动人心的时刻。FAA监管火箭发射，用于美国公民或实体的任何发射（3），用于美国土壤或美国以外的任何发射。其他国家也有类似的法规和监管机构。如果不遵守适当的工程步骤，公司就无法进入太空。这些关键步骤之一是测试火箭车，并证明它具有很高的成功。测试火箭首先测试火箭的各种组件。工程团队分别测试将构成结构，燃料和电子产品的材料和组件。这些组件然后作为子系统组装并测试，并最终完全组装成一个完整的阶段级接受测试。ni产品用于车辆的所有方面。静态和疲劳结构测试平台（4）是测试燃油箱强度以在飞行压力中生存的理想选择。ni的基于PXI的模块化仪器和自动测试软件为测试航空电子电路提供了强大的平台。ni的LRU HIL测试体系结构（5）是生成各种测试用例测试航空电子控制器的理想选择。在ni.com/space上了解有关这些和其他解决方案的更多信息。本文着重于测试火箭发动机，但许多元素也将适用于最终的全车测试。，但测试提供了超越符合法规的价值。NASA报告火箭发动机测试是测试所有火箭发动机类型的重要组成部分；需要此测试才能符合FAA法规。
火箭发动机测试系统
在2021年进行的轨道尝试远远超过历史上的任何一年（1）。世界各地的公司和政府尝试了146次飞行，拥有135台成功的轨道。2022年的前六个月看到了这一趋势继续以72次成功的飞行。和2021年打破了先前在1967年在太空竞赛高峰期创下的139次尝试的记录，因为苏联和美国竞争激烈地到达太空。2020年代的太空竞赛包括两国不仅包括两个国家 - 现在推出了美国，英国，欧洲，俄罗斯，中国，印度，土耳其，伊朗，以色列等。，种族不再是政府项目；许多私人太空公司都在竞争，将大量的投资者资金带入了市场。新的火箭技术正在实现太空发射的这种激增。SpaceX在2021年启动了31个Falcon 9任务，所有这些任务都成功。他们的新型火箭设计方法使他们能够使用先前使用的火箭核来启动所有这些任务 - 仅引入了两个新的Falcon 9第一阶段来支持这些发射。随着这些公司和国家继续投资，使太空推出更加可靠，可重复使用和负担得起的发射次数和这些发布的范围将继续增加。支持这些发射的基础架构也在增加。有35个主动太空港和发射设施可以支持轨道，轨道和轨道外部任务。地点列表跨越了全球，包括所有大洲和13个国家（2）。其他国家现在正在建立新的设施。和其他站点用于测试从这些设施发射的火箭。这是成为空间行业一部分的激动人心的时刻。FAA监管火箭发射，用于美国公民或实体的任何发射（3），用于美国土壤或美国以外的任何发射。其他国家也有类似的法规和监管机构。如果不遵守适当的工程步骤，公司就无法进入太空。这些关键步骤之一是测试火箭车，并证明它具有很高的成功。测试火箭首先测试火箭的各种组件。工程团队分别测试将构成结构，燃料和电子产品的材料和组件。这些组件然后作为子系统组装并测试，并最终完全组装成一个完整的阶段级接受测试。ni产品用于车辆的所有方面。静态和疲劳结构测试平台（4）是测试燃油箱强度以在飞行压力中生存的理想选择。ni的基于PXI的模块化仪器和自动测试软件为测试航空电子电路提供了强大的平台。ni的LRU HIL测试体系结构（5）是生成各种测试用例测试航空电子控制器的理想选择。在ni.com/space上了解有关这些和其他解决方案的更多信息。本文着重于测试火箭发动机，但许多元素也将适用于最终的全车测试。，但测试提供了超越符合法规的价值。NASA报告火箭发动机测试是测试所有火箭发动机类型的重要组成部分；需要此测试才能符合FAA法规。