项目任务表演者在相关任务或子任务标题下得到确认。我们感谢通用电气全球研究中心,詹姆斯·塔尔曼(James Tallman)博士,纳文扬·蒂亚加拉扬(Naveenan Thiagarajan),道格·霍弗(Doug Hofer)博士和Ching-Jen Tang博士的贡献。其他开发贡献者包括帕特里克·达文波特先生,杰弗里·吉福德先生,科里·库克博士和詹娜·马丁内克博士(NREL);亚伦·莫里斯(Aaron Morris)教授和杰森·史克克(Jason Schirck)博士(普渡大学); Ruichong Zhang教授和Xingchao Wang博士(科罗拉多州矿业学校);马修·兰伯特先生(Allied Mineral Products);托马斯·弗林先生和蒂莫西·A·富勒先生(Babcock&Wilcox)。我们感谢Ryan Bowers先生(Worley-Advisian)参与该项目。作者感谢NREL通讯办公室的以下同事:Susannah Shoemaker,Deanna Cook,Patrick Hayes和Star Brunton。我们还要感谢NREL的Mark Mehos为项目开发和审查该报告提供建议。
摘要 — 欧盟项目 PULSAR(超大型结构组装机器人原型)对一项潜在任务进行了可行性分析,该任务可以展示用于大型太空望远镜自主组装的机器人技术。该项目使用两个硬件演示器进行分析,一个用于展示使用机器人操纵器组装五个分段镜面砖,另一个展示在低重力条件下组装大型结构的扩展移动性。硬件演示器辅以模拟分析,以展示完全集成系统的运行并应对姿态和轨道控制领域的挑战。该项目开发的技术支持通往空间服务、组装和制造(ISAM)的道路。关键词:在轨组装;轨道机器人;空间机器人;太空望远镜
九州工业大学的第四代 1U 立方体卫星星座 BIRDS-4 于 2021 年 3 月从国际空间站 (ISS) 部署。BIRDS-4 项目成功建造了巴拉圭的第一颗卫星 (GuaraniSat-1),同时改进了标准化的总线系统以用于未来的任务。BIRDS-4 立方体卫星星座展示了 BIRDS 总线系统在 1U 平台上处理从技术演示到科学实验的总共九项任务的能力。业余社区可以使用自动数据包报告系统 (APRS) 通过消散来实时传递消息。该模块还用于存储转发任务,以收集偏远地区的数据以建立技术可行性。相机拍摄了地球图像,以便在参与国推广和传播空间科学和技术。 BIRDS-4 还成功执行并演示了其他任务,例如 Henteena 任务、主动姿态稳定、反作用轮手动旋转总电离剂量测量,以及南洋理工大学 (NTU) 设计和开发用于检测和保护组件免受单粒子闩锁影响的芯片任务。并将钙钛矿太阳能电池放置在太空中以检查其性能。本文详细讨论了 BIRDS-4 任务、在轨结果以及从每个任务的成功程度中吸取的教训。它还讨论了使 BIRDS 总线系统能够处理多个任务的方法
摘要。斯皮策太空望远镜在地球尾随太阳的轨道上运行了 16 年多,不仅返回了大量的科学数据,而且作为副产品,还返回了航天器和仪器工程数据,这些数据将引起未来任务规划人员的兴趣。这些数据将特别有用,因为斯皮策在与 L2 拉格朗日点基本相同的环境中运行,未来许多天体物理任务都将在 L2 拉格朗日点运行。特别是,斯皮策展示的辐射冷却已被其他红外太空任务采用,从 JWST 到 SPHEREx。我们旨在通过将更独特和潜在有用的部分收集到一个易于访问的出版物中来促进斯皮策工程数据的实用性。我们避免讨论不那么独特的系统,例如电信、飞行软件和电子系统,也不讨论斯皮策团队发起的任务和科学操作创新。这些和其他可能感兴趣的项目在本文附录中提供的参考文献中进行了介绍。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 International 许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全注明原始出版物的出处,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.JATIS.8.1.014002]
在过去的几十年中,通过许多技术里程碑的进步,在轨服务 (OOS) 领域已经发展成为一个可行的行业。从 1965 年双子座 6 号首次轨道交会到 2020 年诺斯罗普·格鲁曼公司的任务扩展飞行器成功重新定位国际通信卫星组织 901,科学和工程成就使一项有前途的太空新能力成为可能。这种 OOS 能力可以实现更高的灵活性、降低风险和新的扩展系统架构。最近,航天工业正在迅速部署大量卫星,这些卫星的数量级是前所未有的。本文将回顾使能技术、即将推出的 OOS 计划、新兴的扩散星座和轨道环境条件,这些条件使潜在的未来 LEO 客户能够使用 OOS。这些环境条件包括 LEO 轨道敏感性、轨道机动、J2 地球扁率和推进考虑因素。
2021-2025 • 来自寿命延长、重新安置/“最后一英里交付”、近距离检查和主动清除碎片等服务的收入。 2026-2030 • 除现有任务外,还有新的服务任务,如救援/维修和加油或安装推进模块 • 通过空间组装实现的新任务,可能是天线反射器组装(可以堆叠)、太阳能电池板和吊杆,它们也可以在立方体卫星或小型卫星任务中飞行。 • 月球门户的自动组装、检查和维修可以应用于载人航天。 2031-2036 • 空间组装任务(如 P/L 升级和大型天线反射器)以及载人空间站的自动维护产生大部分价值。 • 2036 年以后,可能出现首个针对太空和地球的空间增材制造任务。 • 诸如 GEO“枢纽”、超大直径反射器(+18m)、月球 ISRU 和空间发电等新应用可能成为非常大的市场。
大型结构建造是未来太空探索的主要发展趋势之一,例如大型空间站、大型空间太阳能发电站、大型空间望远镜等,充分利用空间机器人实现空间结构自主装配是航天工业的重要发展趋势之一。考虑到在轨装配是解决大型空间结构建造问题的有效方法,有必要推动和促进空间机器人在轨装配技术的研究。因此,本文对近几十年来空间机器人技术的发展现状以及相关的空间机器人在轨装配技术进行了综述。首先,基于空间机器人运动规划和装配序列规划,介绍了空间机器人规划算法的发展。针对空间机器人装配任务,综述了空间机器人装配方法。从控制角度,综述了如何解决在轨装配的振动抑制和柔顺装配,为空间机器人对空间大型结构的自主智能装配提供参考。为了在地面模拟空间组装场景,本文介绍了地面验证试验的发展情况,为空间在轨组装技术的有效验证提供了思路。综上所述,虽然过去的研究已经较好地解决了其中一些问题,但未来仍需要进一步的研究。最后,展望了空间机械在轨组装未来的研究方向。
大型结构建造是未来太空探索的主要发展趋势之一,例如大型空间站、大型空间太阳能发电站、大型空间望远镜等,充分利用空间机器人实现空间结构自主装配是航天工业的重要发展趋势之一。考虑到在轨装配是解决大型空间结构建造问题的有效方法,有必要推动和促进空间机器人在轨装配技术的研究。因此,本文对近几十年来空间机器人技术的发展现状以及相关的空间机器人在轨装配技术进行了综述。首先,基于空间机器人运动规划和装配序列规划,介绍了空间机器人规划算法的发展。针对空间机器人装配任务,综述了空间机器人装配方法。从控制角度,综述了如何解决在轨装配的振动抑制和柔顺装配,为空间机器人对空间大型结构的自主智能装配提供参考。为了在地面模拟空间组装场景,本文介绍了地面验证试验的发展情况,为空间在轨组装技术的有效验证提供了思路。综上所述,虽然过去的研究已经较好地解决了其中一些问题,但未来仍需要进一步的研究。最后,展望了空间机械在轨组装未来的研究方向。
虽然Li-空气可充电电池比锂离子电池提供更高的能量密度,但在放电后迅速,有效的重新充电期间形成的绝缘Li 2 O 2。氧化还原介质用于促进Li 2 O 2氧化,但是,对于实际应用,在低充电电压下的快速动力学是必不可少的,但尚未实现。我们研究了氧化还原介质的Li 2 O 2氧化的机理。限制步骤是li 2 o 2 to lio 2的外球1 E-氧化,遵循Marcus理论。第二步是由LIO 2违约的主导,主要形成三胞胎O 2。与早期观点相比,单链o 2的产率O 2的产量取决于与电解质降解无关的方式。我们的机械理解解释了为什么当前的低压介体(<+3.3 V)无法提供高率(最大速率为+3.74 V),并提出了重要的调解员设计策略,以提供足够高的速率,以便在接近LI 2 O 2 O 2 O 2 O 2氧化(+2.96 V)的热力学潜力的快速收费中提供足够的快速充电(+2.96 V)。