当前设施能力:如今,在国际空间站上,科学家有能力在轨道内和舱外执行广泛的科学研究。对于加压环境之外的有效载荷,我们拥有无线和有线数据连接、加热和冷却功能以及远程控制电源连接。一些有效载荷具有手动控制机制,可在发生异常时由机器人操作。对于在国际空间站加压空间内运行的有效载荷,POIC 拥有多个标准化有效载荷机架,提供一套资源,即 ExPRESS 机架和基本 ExPRESS 机架 (BER)、两个用于需要封闭清洁环境的实验的手套箱,以及部署的有效载荷在舱内其他地方运行以进行自适应操作的能力。ExPRESS 机架可以提供电力、数据、冷却、烟雾探测、氮气、真空和指挥能力,同时保持有效载荷开发人员可以构建的标准尺寸。BER 更简单,不提供真空或氮气,但允许比标准 ExPRESS 机架中的有效载荷更大的有效载荷。
如果没有为轨道飞行器的整个使用寿命设计成功的任务操作中心,那么将卫星送入轨道就无法实现任务目标。在太空任务操作中心设计中,任务挑战在于驱动符合设计的有效载荷和平台的所需硬件和软件模块。基本操作包括有效载荷任务控制、姿态控制和稳定、频繁和定期的航天器更新以及对航天器健康和功能的日常监测。太空任务操作将持续进行,直到任务寿命结束和航天器钝化。由于电子处理的复杂性和行为、传感器和设备响应,航天器和地面站上采用自动化操作。这些操作实施工作决策算法来响应或启动特定活动。一般来说,所有系统都使用内置算法进行操作,该算法监控系统行为和响应,本质上抵消任何异常性能,以确保系统的正常运行和安全。在地面站,操作员通过短信接收任何异常情况,以便必须由人员参与的操作活动才能有效和持续地进行任务操作。
随着规划和自主性在航天器上越来越多地得到部署,任务将面临地面操作团队指挥和与航天器交互方式的范式转变:从指定定时命令序列转变为机载自主性将根据航天器的状态和感知环境制定的高级目标。在本文中,我们介绍了一项持续努力,即通过建模科学和工程意图/目标、预测结果、评估航天器状态和性能以及维护用于机载决策和地面监控的模型来开发一个支持地面操作的综合框架。具体来说,我们描述了自主航天器操作中关键的特定知识工程方面,以及我们提出如何应对机载自主操作所带来的挑战。