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World File Search System深空任务
空间探索的新时代：揭开宇宙超越
空间探索的新时代的特点是一系列巨大的里程碑，这些里程碑扩大了人类成就的界限。SpaceX，Blue Origin和Virgin Galactic等私人公司在重新定义太空旅行的可能性方面发挥了关键作用。这些实体已经开创了可重复使用的火箭技术，大大降低了将有效载荷和人类推向太空的成本。SpaceX的Falcon 9火箭可以发射和登陆多次，从而使空间更具成本效益和可持续性。此外，国际空间站（ISS）证明了国际合作，代表了在低地球上建立可居住的哨所的全球努力。国际空间站不仅是科学研究的平台，而且还可以作为未来深空任务的垫脚石，从而促进了使地球生命受益的技术进步。火星已成为这个新时代的焦点。各种太空机构和私人公司正在努力工作，将船员的错误派往红色星球。NASA的毅力漫游者成功地降落在火星上，不仅在进行科学探索，而且还在测试未来人类任务的技术，例如从火星大气中产生氧气。埃隆·马斯克（Elon Musk）的SpaceX制定了一个大胆的计划，在火星上建立一个自我维持的殖民地，设想了人类成为多层次物种的未来。空间探索的新时代不仅限于我们的太阳系；它延伸到宇宙的最远。Starship是目前正在开发的完全可重复使用的航天器，旨在将大量乘客和货物运送到地球以外的目的地，彻底改变了行星际旅行。望远镜这样的望远镜望远镜为我们提供了遥远星系和星云的令人叹为观止的图像，扩大了我们的理解
Janus：NASA 向近地双小行星发射 SmallSat 任务
Janus 是一次由两艘航天器组成的 SmallSat 任务，旨在飞越两对不同的双星近地小行星，即 (175706) 1996 FG3 和 (35107) 1991 VH。两艘相同的 Janus 航天器计划于 2022 年 8 月 1 日开始的发射期间作为 NASA Psyche 任务的辅助有效载荷，由 SpaceX Falcon Heavy 运载火箭发射。Janus 由科罗拉多大学博尔德分校的首席研究员 Dan Scheeres 博士领导，由洛克希德马丁公司管理、建造和运营。这些行星 SmallSat 与大型任务有许多相似的深空挑战：Janus 必须执行深空机动以实现每秒数百米的 ΔV 才能到达目的地，关闭高达 2.4 AU 范围内的电信链路，在太阳合相期间自主管理长达数月的电信中断，在 1.62 AU 的最大太阳范围内运行，并在行星际空间中存活大约四年，然后才会遇到目标小行星。在相遇期间，航天器将返回小行星的高分辨率可见光和红外图像。在将 Janus 送上发射台的过程中，实施团队成功管理了积极的任务时间表，尽管受到 COVID-19 相关供应链影响和工作环境的影响，同时仍保持了 SIMPLEx-2 成本上限的目标。Janus 是可实现且负担得起的 SmallSat 科学任务的探路者，并展示了经验丰富的深空任务工程团队、SmallSat 商业组件行业和具有前瞻性的 NASA D 类科学任务模型之间的宝贵伙伴关系。
综合超声和电阻抗断层扫描...
综合超声和电阻抗断层扫描用于提高肾结石检测率 KR Farnham 1、EK Murphy 1 和 RJ Halter 1,2 1 塞耶工程学院，2 盖泽尔医学院，达特茅斯学院，新罕布什尔州汉诺威 引言 长期处于微重力环境中会导致脱水、淤滞和骨质脱矿，从而引发肾结石，对宇航员的健康和幸福构成严重威胁 [1]。尽早发现肾结石的形成是有益的，因为较小的结石更容易通过，而碎石术等非侵入性治疗需要先使用高对比度成像（如荧光透视、X 射线）定位结石。超声波是目前在太空中使用的成像系统，但仅用超声波检测小结石是一项具有挑战性的任务。执行深空任务的宇航员需要能够对肾结石等疾病进行成像和治疗，而无需依赖额外的造影剂或远程医疗支持，因为航天器的限制和距离使这些解决方案不可行 [2]。通过对生物电特性进行成像可以获得明显更高的对比度，因为这些特性对细胞内容、组织类型和病理很敏感，从而可以检测软组织内的结石。电阻抗断层扫描 (EIT) 是一种资源消耗少、非侵入性、非电离的技术，可产生这些电特性的图像，并能够检测一系列与空间相关的疾病（如肾结石、组织损伤、肌肉萎缩、胸腔功能、癌症存在） [3]。通过结合超声波和 EIT（US-EIT），我们可以构建高对比度图像，而无需额外的设备或专业知识，为宇航员提供一种易于使用的工具，以便在长期任务中有效监测他们的健康状况。
射频和调制系统—第 1 部分
前言 本文件是空间数据系统咨询委员会 (CCSDS) 制定的一套技术建议，旨在供参与空间机构在开发地面站和航天器的射频和调制系统时使用。这些建议允许每个机构内的实施组织以连贯的方式制定其管辖范围内的飞行和地面系统的兼容标准。从这些建议中衍生的机构标准可能只实现此处建议允许的可选功能子集，也可能包含建议未涉及的功能。为了建立一个机构可以开发标准化通信服务的共同框架，CCSDS 提倡采用分层系统架构。这些建议涉及数据系统的物理层。在物理层内，还有其他层，涵盖与射频和调制系统提供的通信服务有关的技术特性、政策约束和程序要素。本文件中包含的建议已分为代表技术、政策和程序事项的单独部分。这些无线电频率和调制系统建议书第 1 部分：地面站和航天器是为具有中等通信要求的常规近地和深空任务而制定的。第 2 部分将涉及数据中继卫星，并将满足需要本文档所涵盖的地面站未提供的服务的用户的需求。CCSDS 将继续制定第 1 部分：地面站和航天器的建议书，以确保反映新技术和当前的操作环境。未来制定的第 1 部分的新建议书将采用相同的格式，并旨在插入本书中。本文件的持有者应定期向 CCSDS 秘书处查询，地址为第 i 页，以确保他们的书是最新的。在正常发展过程中，预计本文件可能会扩展、删除或修改。因此，本推荐标准受 CCSDS 文件管理和变更控制程序的约束，这些程序在空间数据系统咨询委员会的组织和流程 (CCSDS A02.1-Y-4) 中定义。 CCSDS 文档的当前版本在 CCSDS 网站上维护：
深空网络射电天文学用户指南
（Cohen 等人，1971 年）；演示了基于空间的甚长基线干涉测量 (VLBI)，由此明确表明违反了逆康普顿极限并对中央发动机中发生的物理过程进行了约束（Levy 等人，1986 年、1989 年；Linfield 等人，1989 年）；首次探测到恒星形成过程中的坠落和由内而外的坍缩过程（Velusamy、Kuiper 和 Langer，1995 年；Kuiper 等人，1996 年）；通过在行星状星云 IC 418 中探测到 3 He + 的超细线，证明在恒星结构和银河系化学演化的理解方面仍然存在差距（所谓的“ 3 He 问题”）（Guzman-Ramirez 等人，2016 年）。 DSN 天线在建立和维护国际天体参考框架 (ICRF，Fey 等人，2015 年；Charlot 等人，2020 年) 的实现方面也发挥了不可或缺的作用。ICRF 不仅是用于指定所有天文源坐标的定义框架，它还作为参考，深空航天器的天空平面位置是根据该参考来确定的，用于导航 NASA 的深空任务。本文的重点是被动射电天文观测、太阳系以外的物体或太阳系外的天体，包括天文测量观测。太阳系天体的雷达天文观测超出了本文的范围，但 Dvorsky 等人 (1992 年)、Slade 等人 (2011 年) 和 Rodriguez-Alvarez 等人 (2021 年) 及其参考文献对此进行了描述。出于类似的精神，本文不描述 DSN 天线的传输能力。这些材料中的大部分也在 DSN 的《电信接口》（2019 年）中的一系列文件中介绍过，这些文件俗称 810-005（其中模块 101、104 和 211 与射电天文观测最相关），但这里采用的是一种更适用于射电天文观测的方式。
具有多轴推力矢量的纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT) IEPC 2022-558 在第 37 届国际电力推进会议上发表
具有多轴推力矢量的纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT) IEPC 2022-558 在第 37 届国际电力推进会议上发表 麻省理工学院，美国马萨诸塞州剑桥 2022 年 6 月 19 日至 23 日 Curtis A. Woodruff 1、Magdalena Parta 2、Darren M. King 3、Rodney L. Burton 4 和 David L. Carroll 5 CU Aerospace (CUA)，美国伊利诺伊州香槟市 61822 摘要：CU Aerospace (CUA) 开发了同轴纤维馈电脉冲等离子推力器 (FPPT)，具有多轴推力矢量能力，可为小型卫星实现高脉冲主推进任务。推进器子系统测试采用 1.7U 系统配置，配备 26 J 储能单元 (ESU)，运行功率为 78 瓦 (3 Hz)，平均推力为 0.60 mN，比冲为 3,500 s，效率为 13%。推进器性能随燃料进给率而变化。加速子系统寿命测试显示，电容器充电/放电循环次数超过 16 亿次，电流波形几乎相同。独立控制输入功率和推进剂进给率的能力允许调整推力水平和 Isp。迄今为止的测试表明，电磁推力矢量控制能力在俯仰和偏航轴上达到 ±10 度左右。此外，该系统还有可能提供对滚转轴的控制权。俯仰和偏航推力矢量控制性能与最近的推进器性能改进一起展示。一台总冲量为 28,000 Ns 的 1.7U FPPT 正在集成到 CUA 的 NASA 资助的双推进实验 (DUPLEX) 立方体卫星上，目前计划于 2023 年第一季度发射。FPPT 技术是一种极具吸引力的选择，可以满足许多微推进需求，包括延长轨道机动、防撞机动、深空任务、阻力补偿和脱离轨道。命名法
扩大长期太空旅行宇航员的选拔标准
未来月球和火星深空任务的主要担忧之一是宇航员的放射风险增加。他们将暴露在来自天然源的增强电离辐射下，如银河宇宙辐射、来自太阳的辐射（包括太阳粒子事件（SPE）中的高能带电粒子）以及地球周围的辐射带（1、2）。据估计，长期火星任务的累积辐射剂量将达到 1 Sv 或更多，具体取决于持续时间、屏蔽和太阳周期时间（3）。虽然这是一种罕见事件，但 SPE 粒子可进一步将其剂量增加到高达 10 Gy 的严重水平（4），这远远超出了辐射工作人员的剂量限值（5），并可能诱发严重的急性确定性效应，如造血功能退化（6）、生殖能力下降（7）、白内障（8），甚至死于急性放射综合征。出于对这些问题的考虑，美国国家航空航天局 (NASA) 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 等太空机构制定了剂量限制标准，以将宇航员的空间辐射暴露控制在可接受的水平以下。表 1 列出了 NASA 之前的职业剂量限值 ( 1 ) 和 JAXA ( 9 ) 参与低地球轨道任务的宇航员的现行剂量限值。NASA 的限制旨在将宇航员所患癌症的风险增加限制在 3% 以内；更准确地说，基于对风险预测的不确定性的统计评估，NASA 宇航员因暴露而导致致命癌症死亡的风险限值不得超过 3% ( 10 )，置信度为 95%。由于单位剂量癌症风险通常会随着年龄的增长而增加 ( 5 , 11 , 12 )，因此老年宇航员的剂量限值要高于年轻宇航员。此外，在同一年龄段，女性宇航员的限值高于男性，反映出乳房对放射线的敏感性明显增高（5，11，12）。从表1中的数值可以看出，这些剂量限制标准使得年龄较大的男性宇航员比年轻或女性宇航员有更多的太空旅行机会，这可视为一个不平等的问题。随后，美国国家科学院（NAS）近期建议，应用基于中位数估计的600 mSv的与年龄和性别无关的有效剂量职业限值，以使35岁女性的癌症死亡率达到3%（13），取消了对年龄和性别的特定限制。该建议有望为不同年龄段的男性/女性宇航员提供同等的飞行机会
使用定向激光驱动的光帆
摘要 - 对人类定居的探索和建立对火星的兴趣正在迅速增长。要实现这一目标，将需要快速运输来携带重要的物资和货物。当前的火星任务至少需要150天，在紧急情况或紧急需求的情况下，这将太长。因此，我们提出了一种尖端技术，该技术可能会使运输时间短达20天：激光驱动的光帆。这种推进方法使用地面激光阵列来推动一个小型轻巧的航天器，该航天器连接到轻帆至非常高速的速度，使任务比目前的任务快得多。通过使用MATLAB模型和激光推进计算工具，我们可以看到并确定这些任务的最佳轨迹和出发窗口。我们讨论了这些轨迹，并表明在2030 - 2032年之间的27个月内，在特定的启动窗口中可能进行了这些任务，但在此期间也面临实际挑战。在太阳连接期间，由于太阳的接近度，这种快速的运输任务受到限制，但是当过境时间要求放松时，在所有轨道相时都可以快速过境。激光阵列能够产生高达13吉瓦的激光阵列，以使20天的任务具有5 kg的航天器，能够将有价值的轻质货物携带到连接附近，但在反对周围只需要0.55 gw。所需的航天速度始终超过太阳系逃逸速度，而轨迹是双曲线。对未来工作的重要挑战涉及减速和进入，下降和着陆的机制和过程。火星上的基于地面的激光阵列可以解决这一挑战的某些方面，但是轨道几何限制了减速潜力，这意味着有效载荷需要对大型减速和影响g-负载稳健。对火星的这些20天任务可以作为更复杂，遥远任务的前身。可以提高航天器质量能力，同时还可以通过优化激光阵列和轻型帆性能来减少运输时间。也可以同时推出和增强多个航天器，以承担更多有效载荷并降低成本。这项工作旨在作为一个概念证明，即可以通过此类任务运输轻巧的有效载荷。可以在接下来的几十年中开发实现快速运输任务的技术，并将其应用于其他天体的深空任务，并将其旅行到星际空间。
扩大长期太空旅行宇航员的选拔标准
未来月球和火星深空任务的主要担忧之一是宇航员的放射风险增加。他们将暴露在来自天然源的增强电离辐射下，如银河宇宙辐射、来自太阳的辐射（包括太阳粒子事件（SPE）中的高能带电粒子）以及地球周围的辐射带（1、2）。据估计，长期火星任务的累积辐射剂量将达到 1 Sv 或更多，具体取决于持续时间、屏蔽和太阳周期时间（3）。虽然这是一种罕见事件，但 SPE 粒子可进一步将其剂量增加到高达 10 Gy 的严重水平（4），这远远超出了辐射工作人员的剂量限值（5），并可能诱发严重的急性确定性效应，如造血功能退化（6）、生殖能力下降（7）、白内障（8），甚至死于急性放射综合征。出于对这些问题的考虑，美国国家航空航天局 (NASA) 和日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA) 等太空机构制定了剂量限制标准，以将宇航员的空间辐射暴露控制在可接受的水平以下。表 1 列出了 NASA 之前的职业剂量限值 ( 1 ) 和 JAXA ( 9 ) 参与低地球轨道任务的宇航员的现行剂量限值。NASA 的限制旨在将宇航员所患癌症的风险增加限制在 3% 以内；更准确地说，基于对风险预测的不确定性的统计评估，NASA 宇航员因暴露而导致致命癌症死亡的风险限值不得超过 3% ( 10 )，置信度为 95%。由于单位剂量癌症风险通常会随着年龄的增长而增加 ( 5 , 11 , 12 )，因此老年宇航员的剂量限值要高于年轻宇航员。此外，在同一年龄段，女性宇航员的限值高于男性，反映出乳房对放射线的敏感性明显增高（5，11，12）。从表1中的数值可以看出，这些剂量限制标准使得年龄较大的男性宇航员比年轻或女性宇航员有更多的太空旅行机会，这可视为一个不平等的问题。随后，美国国家科学院（NAS）近期建议，应用基于中位数估计的600 mSv的与年龄和性别无关的有效剂量职业限值，以使35岁女性的癌症死亡率达到3%（13），取消了对年龄和性别的特定限制。该建议有望为不同年龄段的男性/女性宇航员提供同等的飞行机会
主题：长基线量子隐形传态：迈向地月距离 主要作者：Thomas Jennewein 量子计算研究所和 Dep
I. 简介 深空量子网络最重要的先决条件之一是能够在大基线上进行量子隐形传态和纠缠交换。将这一真正基本的量子协议扩展到地球-月球距离将扩大量子力学的有效性测试，并作为量子网络的先驱，可用于深空任务中的传感、安全通信、密集编码和量子计算机互连。迄今为止，只有长基线被动隐形传态（Pirandola2015）在长距离上得到了演示，包括进入太空（Ren 等人，2017）。在本白皮书中，我们讨论了通过深空量子链路 (DSQL) 合作（Mohageg2018）发起的超越行星尺度的完整量子隐形传态的实现。我们建议通过将地面接收器（或国际空间站 - ISS）与月球网关连接起来，在地球-月球距离范围内进行隐形传态演示。量子态隐形传态 (Bennett1993) 是一个独特的非经典概念，因为它使用两个通道将未知的量子态完美地从一个系统转移到另一个系统：最大纠缠态和经典信号。第一步是建立纠缠光子的长距离分布，如图 1(a) 所示，在太空中远距离分布，如墨子号任务所示，该任务通过快速变化分析仪在不同地面站点测量光子，在 1200 公里外进行了贝尔测试。量子隐形传态利用这种远程纠缠，如下所示 (Bouwmeester1997)：首先，Charlie 生成一对纠缠光子 [图 1(b) 中的光子 A 和 B]，A 发送给 Alice，B 发送给 Bob。 Alice 对光子 A 和另一个光子 C 携带的未知量子态联合进行贝尔态测量 (BSM) (Weinfurter1994、Mattle1996、Casmaglia2001)，从而将她的两个光子投射到纠缠态中。这个 BSM 会将 Bob 的光子 B 投射到四种可能的状态之一，具体取决于 BSM 的结果。与此同时，Bob 必须在光子 B 到达量子存储器后将其保留，直到他通过经典信道收到 Alice 的 BSM 结果，然后他使用该结果应用幺正运算以完全恢复原始输入状态。请注意，Alice、Charlie 和 Bob 都不会获得有关输入状态的任何知识，并且最终的幺正变换仅取决于（随机）BSM 结果，因此该协议完全遵循量子无克隆 (Wooters1982)。