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激光冷却对低轨道观测卫星的影响：尺寸、重量和功率分析
固体激光冷却是一项突破性技术，能够以微型方式将温度无振动冷却至 100 K。它似乎是一种很有前途的技术，可以提高未来观测卫星的性能，例如在 SWIR 和 NIR 领域。本文首次研究了在观测卫星上集成激光冷却器。我们的研究侧重于卫星有效载荷和平台级别的尺寸、重量和功率 (SWaP) 标准。其目标是评估在低地球轨道 (LEO) 红外观测任务中使用光学低温冷却器而不是机械低温冷却器的兴趣。提出了一种初步的空间激光冷却器 (LC) 架构。它由两部分组成。第一部分是冷却头，基于最先进的冷却晶体 10%Yb:YLF 和像散多通腔。第二部分是低温冷却器光电子学，基于耦合到冷却头的冗余激光二极管和光纤。考虑到红外探测器的热负荷和低温恒温器内的寄生热通量，估算了小焦平面的冷却功率。然后考虑到晶体效率、热链接损耗和光电效率，估算激光冷却器所需的光功率和电功率。假设一个为期 5 年的 LEO 微卫星任务，则对电力系统（PCDU、太阳能电池阵列、电池）和热控制系统（热管、散热器）进行尺寸计算。增加了额外的质量裕度以考虑机械支撑结构。最后，分别将有效载荷和平台的质量和体积相加，以获得卫星级别的 SWaP 平衡，代表激光冷却器的整体影响。在相同的任务和平台假设下，对微型脉冲管冷却器 (MPTC) 架构重复了该研究。最后，对这两种架构进行了比较。结果表明，即使激光冷却器的功率要求很高，质量和内部体积的减小也使得小型卫星有效载荷成为可能。
低轨道、高风险 - CSIS 航空航天安全
卫星宽带服务的竞争并不新鲜。20 世纪 90 年代也曾出现过类似的商业宽带互联网热潮，但收效甚微。Teledesic、Celestri、Globalstar、Odyssey 和 Iridium 等公司都曾计划在低地球轨道上部署大型卫星通信 (SATCOM) 星座，但到 21 世纪初，这些公司几乎全部破产。2 30 年后，随着类似的雄心壮志的出现，新一代基于低地球轨道的卫星宽带会成功吗？如今，随着技术、材料和发射能力变得更便宜、更广泛，进入轨道的门槛已大大降低。随着对快速、可靠且价格合理的互联网服务的需求不断扩大，建造、发射和运营覆盖全球的低成本、低延迟系统的国际竞争非常激烈。截至 2022 年，只有一家运营商 Starlink 在公开市场上提供基于 LEO 的服务。高额资本投资和广泛的初始基础设施要求减缓了 LEO 宽带的商业化进程。然而，这种情况将会改变。卫星宽带收入在 2021 年已经增长了 1.1%，全球用户数量自上一年以来增长了 11%，达到 300 万人。3 预计到 2030 年，全球 SATCOM 市场将增长到 400 亿美元，主要由基于 LEO 的企业推动。4
低轨道，高风险
卫星宽带服务的竞争并不新鲜。20 世纪 90 年代也曾出现过类似的商业宽带互联网热潮，但收效甚微。Teledesic、Celestri、Globalstar、Odyssey 和 Iridium 等公司都曾提议在低地球轨道上建立大型卫星通信 (SATCOM) 星座，但到 21 世纪初，几乎所有公司都以破产告终。2 30 年后，随着类似的雄心壮志的出现，新一代基于低地球轨道的卫星宽带会成功吗？如今，随着技术、材料和发射能力变得更便宜、更广泛，进入轨道的门槛已大大降低。随着对快速、可靠和负担得起的互联网服务的需求不断扩大，建造、发射和运营覆盖全球的低成本、低延迟系统的国际竞争非常激烈。截至 2022 年，只有一家运营商 Starlink 在公开市场上提供基于低地球轨道的服务。高额资本投资和广泛的初始基础设施要求减缓了低地球轨道宽带的商业化进程。然而，这种情况即将改变。 2021 年卫星宽带收入已增长 1.1%，全球用户数量较上年增长 11%，达到 300 万人。3 预计到 2030 年，全球卫星通信市场将增长至 400 亿美元，主要由低地球轨道企业推动。4
Microsoft Word - 低轨道珍珠号卫星的磁通门磁力仪_修订版_更改标记.docx
100029，中国 2 中国科学院大学地球科学学院，北京，中国 3 中国科学院上海微小卫星工程中心，上海，中国 4 苏州大学电子信息工程学院
低轨道卫星太阳能发电分析模型
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