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巴西小型卫星任务过去、现在和未来的概述
在过去的 6 年中，巴西共开发和发射了 6 颗小型卫星：NCBR-1（2014 年），研究气候和现象，例如南大西洋异常 (SAA)；AESP-14（2015 年），天线部署问题导致通信失败；SERPENS-1（2015 年），运行数据收集并与地面站通信；Tancredo-1（2017 年），教育卫星；ITASAT（2018 年），实验业余无线电通信等目的；最后一颗卫星 Floripasat（2019 年），是 SERPENS 1 型号的延续。随着产量的增加，计划在 2020 年至 2022 年间再发射 9 颗立方体卫星：Alfa Crux、14BisSat、NCBR-2、ConnaSat A、ConnaSat B、Garatea、Sport 和 VCUB 星座。随着国家对立方体卫星平台及其变体的兴趣日益浓厚，预计将从教育和实验活动过渡到需求驱动的技术生产。2018 年，巴西航天局和巴西工业发展署联合发起了一项关于成熟技术商业开发的讨论。在圣若泽杜斯坎普斯举行的活动上，巴西的航空航天需求被分为地球观测、数据收集、气象学、通信、GP 和科学任务。本研究探讨了巴西以前的立方体卫星任务以及近期计划的九个任务的目标和状态。目标是以务实的眼光研究学术和工业发展之间的差距，强调下一步需要采取哪些措施来使这两个部门接近并刺激该国的小型卫星生产和应用。此外，这些分析应作为计划参与未来任务和应用的企业的蓝图。
多功能可展开的折纸天线
摘要 多功能、可部署和可打包天线对于许多应用都非常重要，包括无人机、卫星通信（例如立方体卫星）和通用机载和星载通信系统。值得注意的是，这种天线为上述应用提供了新功能。在本文中，我们介绍了关于可折叠和物理可重构天线的新兴研究，这些天线可以改变其形状以适应和重新配置其电磁性能（例如工作频率、带宽、极化、波束宽度等）。 1. 简介 可重构、可调、多功能、可部署的天线系统已广泛用于支持无线通信系统的多种服务。电气和机械重构方法已经得到开发并应用于机载和星载系统的各种应用，例如通信、侦察、传感和能量收集 [1]，[2]。最近推出的一类新的物理可重构天线是折纸天线 [3]。与传统天线相比，折纸天线具有独特的优势，例如性能可重构、可调性和高效存放。它们固有的电磁和机械多功能行为使它们适合便携式军事和太空应用，这些应用对空间要求严格（例如，小型卫星平台的空间限制）。此外，折纸天线变形的能力使得开发具有前所未有和变革性能力的新型电磁 (EM) 系统成为可能，例如：(a) 天线可以改变其几何形状，以根据时间调整其性能并实现多功能性，(b) 2-D 和 3-D 天线阵列可以改变其覆盖面积、形状和/或元件分离，以实现最佳波束成形、波束控制和扫描范围，以及 (c) 可重构频率选择表面可以改变其性能以支持可调和多功能天线和阵列的操作（见图 1）。[4] 中可以找到有关折纸天线和可展开电磁结构的最新评论。
FORESAIL-2 AOCS 贸易研究与设计
本论文旨在设计一个可靠的立方体卫星平台，包括航空电子子系统，该子系统可以在至少六个月的使用寿命内维持高辐射环境。科学仪器对平台提出了严格的要求，以实现并保持所需的旋转速度。模拟背景是在系统工具包 (STK) 中设置的。对 FORESAIL 2 的姿态和轨道控制系统 (AOCS) 进行了权衡分析，重点关注执行器及其提供适当扭矩以完成系绳部署的能力。进行了任务设计分析，以得出立方体卫星的外形尺寸、发电能力、对空间碎片缓解 (SDM) 技术要求的遵守情况以及累积的总辐射剂量。研究发现，6U 外形尺寸更适合分配给每个子系统更多空间，同时产生足够的功率使卫星能够在所有所需模式下工作。如果立方体卫星将于 2022 年 9 月发射，则该任务符合欧洲空间标准化合作组织 (ECSS) 和国际标准化组织 (ISO) 标准。为了允许卫星组件的阈值限制为 10 克拉德，立方体卫星结构上应实施 7 毫米的屏蔽墙。设计任务的主要要求是初始化对传感器和执行器的调查。结果表明，只有推进系统才能提供部署系绳所需的角动量。缺乏磁场使得磁力矩器在所需轨道上几乎无法使用，而反作用轮则成为辅助推进装置的唯一选择。不同的分析和模拟导致最终的 AOCS 配置由五种不同的传感器（太阳传感器、磁力计、GPS、IMU 和内部传感器）组成，用于姿态确定。推进系统和反作用轮将对卫星提供必要的控制。
Max Ghiglione 先生 ESA - 欧洲航天局
本文深入探讨了人工智能在合成孔径雷达 (SAR) 技术中的最新进展，重点介绍了欧洲航天局 (ESA) 支持的发展。讨论涵盖了人工智能在 SAR 数据中的应用进展，特别强调了下一代 SAR 有效载荷的机载数字处理功能。先前的 SAR 任务，如 Sentinel-1，在其有效载荷中加入了传感通道，用于校准、特性描述和监控航天器有效载荷。强大的机载处理设备和增加的机载内存为开发认知微波仪器提供了新的可能性，特别是雷达和合成孔径雷达，它们可以在没有地面特定指令的情况下触发自主动作。认知雷达被定义为一种结合了自适应和智能信号处理的系统。在卫星中，示例包括根据监测场景适应操作模式或仪器配置，调整波形参数（如频率、脉冲宽度、脉冲重复间隔、发射功率）直至发射和接收天线方向图或卫星平台的指向。本文重点介绍了与具有机载处理能力的下一代有效载荷的认知雷达应用相关的最新技术突破和持续发展，包括自适应压缩技术的进步、原始雷达数据的目标检测和其他由机器学习实现的技术。此外，它还深入探讨了数字信号处理、数字波束成形和信号处理技术领域的持续研究和开发活动，旨在实现更灵活和自适应的 SAR 有效载荷。这些元素被视为认知系统及其在未来任务中的应用的基石。除了概述当前的技术状况外，本文还探讨了人工智能在 SAR 任务中的潜在未来应用。人工智能与合成孔径雷达系统的结合有望提高合成孔径雷达的性能指标、减少延迟，从而实现地球观测和遥感领域的创新下游应用。
使用机器学习的海冰模型的调整参数
摘要。我们开发了一种调整海冰流变性参数的新方法，该方法由两个组成部分组成：一种用于表征海冰变形模式的新指标和一种基于机器学习的方法（ML）基于调整流变学参数的方法。我们应用了新方法来调整脆弱的宾厄姆 - 麦克斯韦变流变性（BBM）参数，该参数已在下一代海冰模型（Nextsim）中实施并使用。作为参考数据集，我们使用了Radarsat地球物理处理系统（RGP）的海冰漂移和变形观测。度量标准表征了具有值载体的海冰变形场。它包括完善的描述器，例如变形的平均值和标准偏差，空间缩放分析的结构 - 功能以及线性运动学特征（LKFS）的密度和相交。我们将更多描述符添加到表征冰变形模式的度量标准中，包括图像各向异性和Haralick纹理特征。开发的度量可以从任何模型或卫星平台上涂抹冰变形。在参数调整方法中，我们首先运行具有扰动的流动性插曲的Nextsim成员的团队，然后使用相似的数据训练机器学习模型。我们将冰变形的描述作为ML模型和流变参数的输入作为目标。我们将经过训练的ML模型应用于从RGPS观测值计算的描述符。开发的基于ML的方法是通用的，可用于调整任何模型的参数。1 kPa），在参考量表上的内聚力（c ref≈1。00228）。我们使用数十个成员进行了实验，并找到了四个Sextsim BBM参数的光学值：缩放Pa-Rameter的抗压强度（P0≈5。2 mpa），内部摩擦和切线（µ≈0。7）和冰 - 大气阻力系数（ca≈0。与最佳的选言一起运行的次要运行，在视觉上产生海冰变形的地图 -
穆罕默德·里兹万·莫卧儿
1. 嫦娥六号月球立方体卫星任务（2022-）a. 角色：项目联合负责人 b. 作为机会的一部分，IST 团队开发并从嫦娥六号轨道器发射了一颗立方体卫星，这是向 APSCO 成员国提供的机会的一部分。 2. 医疗物联网 (IoMT) 设备的无线电力传输 (2021) a. 角色：项目负责人 i. 我们正在研究用于 IoMT 的植入式医疗设备 (IMD) 的无线充电，用于植入医疗植入物的患者， 3. 芬兰可持续空间卓越中心 (FORESAIL) (2018-2020)：Foresail-1、Foresail-2 和 Aalto-3 立方体卫星任务。a. 角色：项目成员 i。作为该项目的一部分，阿尔托大学、赫尔辛基大学、图尔库大学和 FMI 共同协调设计和发射了一系列在 LEO 和 GTO 中携带科学有效载荷和用于脱轨的电等离子制动器的立方体卫星。Foresail 1 已于 2022 年 5 月成功发射。4. ESA 未来地球观测小型卫星微波仪器 (2018 年 4 月 - 2020 年) a. 角色：团队成员 i。在这个由 Harp Technologies 协调的项目中，阿尔托大学参与了各种小型卫星任务的任务设计和平台设计。5. 纳米卫星的低成本标准化平台设计 (2019- 2022) a. 角色：首席研究员 i。项目价值 PKR。 940 万美元，最近由高等教育委员会 (HEC) 根据国家大学研究计划 (NRPU) 授予，用于设计和开发低成本小型卫星平台 6. APSCO 学生小型卫星项目 (SSS)，(2016- 2021) http://www.apsco-sss.com/
退役计划 LOGGS 卫星 木星区域
CA 比较评估 CSV 施工支持船 BEIS 商业、能源和工业战略部 EIA 环境影响评估 EMS 环境管理系统 ES 环境声明 ESDV 紧急关闭阀 EZ Europa EZ 卫星平台 FPAL First Point Assessment Limited (UK) HLV 重物起重船 ICES 国际海洋勘探理事会 kg 千克 km 千米 KP 千米点 KPI 关键绩效指标 LAT 最低天文潮 LDPE 低密度聚乙烯 LOGGS 林肯郡海上天然气收集系统 m 米 MAT 主申请模板 MCZ 海洋保护区 MeOH 甲醇 NORM 天然放射性物质 NUI 通常无人值守的装置 OGA 石油和天然气管理局 OGUK 英国石油和天然气 OPRED 海上石油环境和退役监管机构 OSPAR 保护东北大西洋海洋环境公约 P&A 封堵和废弃 PMT 项目管理团队 PA LOGGS PA 住宿平台 PC LOGGS PC 压缩平台 PP LOGGS PP 处理平台 PD 北部 Valiant PD 平台，与 LOGGS PP 处理平台 PR LOGGS PR 平台相连的桥梁 PWA 管道工程授权 R2S 返回现场 RBA 基于风险的评估 SAC 特殊保护区 cSAC 候选特殊保护区 SAT 子公司申请模板 SLV 剪力腿船 SNS 北海南部 SPA 特殊保护区 Te 吨 TGT Theddlethorpe 天然气终端 Tscf 万亿标准立方英尺 UKCS 英国大陆架 ZD Ganymede ZD 平台 ZM Callisto 海底回接 ZX NW Bell 海底回接
SeRANIS：小型卫星在轨演示尖端技术
摘要 由于太空创新技术的使用，近年来太空服务的重要性显著增加。在开发新方法和新技术时，必须在真实操作条件下直接在太空中测试功能性和稳健性。然而，这在今天仍然是一个困难，因为研究人员和开发人员如果不花费大量的时间和成本就无法实现这种在轨演示的能力。慕尼黑联邦武装部队大学 (UniBw M) 在各个研究中心针对太空旅行和太空服务的各种相关主题开展创新开发和研究工作。作为对地面实验室已开展的研究工作的补充，我们引入了在轨演示和测试计划，作为迈向敏捷研究和开发过程的下一步。作为该计划的核心，UniBw M 正在开展一项名为空间互联网无缝无线接入网络 (SeRANIS) 的技术演示项目。 SeRANIS 的目标是通过在低地球轨道上的小型卫星 ATHENE-1 进行大量创新实验，提供快速部署的多功能太空任务。 ATHENE-1 计划于 2025 年发射升空。 SeRANIS 为研究人员提供了一个科学环境，以便共同研究、评估、开发、验证和展示太空和地面的新方法和技术。科学领域包括空间通信，包括宽带通信和物联网、无线电科学、基于人工智能的自主性、全球导航卫星系统技术、光学和红外地球观测以及物体识别算法。此外，还将展示卫星运行的新概念、现代结构、监测系统状态的创新技术以及太空电力推进。本出版物介绍了 SeRANIS 项目。介绍了项目框架、进度安排、项目现状以及卫星平台的选择。此外，还对此次任务的科学研究领域、任务架构、基本设计和轨道选择进行了说明。
Worldview-2 和 RapidEye 在可重复海草测绘中的性能
卫星遥感为地面和航空测绘的挑战提供了有效的补救措施，这些挑战以前阻碍了对全球海草范围的定量评估。商业卫星平台提供精细的空间分辨率，这是不均匀海草生态系统的一个重要考虑因素。目前，没有用于商业数据图像处理的一致协议，限制了可重复性和跨空间和时间的比较。此外，商业卫星传感器的辐射性能尚未根据沿海水域特有的黑暗和多变目标进行评估。本研究比较了来自两颗商业卫星的数据产品：DigitalGlobe 的 WorldView-2 和 Planet 的 RapidEye。每个平台都在美国佛罗里达州圣约瑟夫湾获得了一个场景，对应于 2010 年 11 月的实地活动。开发了一种可重复的处理方案，将各公司提供的基本产品图像转换为可用于各种科学应用的可分析数据。将卫星获得的表面反射与现场测量值进行了比较。WorldView-2 图像在沿海蓝色和蓝色光谱带中表现出高度不一致，长期预测过高。RapidEye 表现出比 WorldView-2 更好的一致性，但在所有光谱带上都略微预测过高。使用深度卷积神经网络将图像分为深水、陆地、水下沙地、海草和潮间带类别。将分类结果与从照片解释的航空影像中得出的海草图进行了比较。这项研究首次对 WorldView-2 和 RapidEye 在沿海系统上进行了辐射测量评估，揭示了 WorldView-2 较短波长中固有的校准问题。尽管分辨率不同，但两个平台都显示出与空中估计值高达 97% 的一致性。因此，WorldView-2 中的校准问题似乎不会干扰分类准确性，但如果估计生物量可能会有问题。这里开发的图像处理程序为 WorldView-2 和 RapidEye 图像提供了可重复的工作流程，该流程已在另外两个沿海系统中进行了测试。随着更多传感器的出现，这种方法可能会变得独立于平台。
用于在轨服务的具有柔性附件的旋转漂浮空间机器人的控制
由于很难获得柔性动力学，因此提出了对未知扰动具有鲁棒性的控制器 [6]。在机械手操纵过程中实现姿态控制仍然是一项具有挑战性的任务，因为除了外部扭矩/力之外，机械手运动和附加物振动也可能导致不良的底座旋转。已经研究了通过工作空间调整策略 [7] 或同时控制全局质心和航天器姿态 [8] 来有效使用推进器来补偿机械手运动。同样，当仅控制机械手时，已经开发了反应零空间控制以减少机械手和航天器底座之间的相互作用 [9]。由于振动部分是由于机械手运动引起的，因此基于机械手刚体动力学和附加物柔性动力学之间的耦合因素，已经提出了一种控制策略来抑制振动 [10] 或优化机械手轨迹以最大限度地减少底座扰动 [11]。此外，未来的任务预计会有更长的寿命。除了飞行空间机械手的高效推进剂消耗策略外，一个有意义的延长寿命的方法是使用带电气的动能矩交换装置，这种装置被称为旋转自由浮动航天器机械手[12]。利用动能矩交换装置的优点来控制机械手引起了人们对处理相对较大质量和惯性的操纵的兴趣，比如在捕获或部署场景中。通过运动学指标，在控制机械手的同时控制航天器姿态可以提高其可操纵性[13]。已经研究了结合反作用轮和控制力矩陀螺仪来在机械手运动期间保持卫星平台固定[14]。本文旨在开发在轨部署应用中在结构扰动下航天器底座和机械手的通用控制。在考虑不同机械手配置的系统动量分布时，开发通用控制的兴趣凸显出来 [13]。本文的贡献在于将柔性动力学与刚性动力学相结合，从而可以开发扩展状态观测器来改善控制性能，而不是刚性系统的未知扰动观测器 [6]。然后使用 NDI 对系统进行解耦和线性化，包括对振动扰动和航天器漂移的估计。此外，还针对实际的大尺寸系统开发了控制律和观测器的综合。