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World File Search System演示任务
先进复合太阳帆系统 (ACS3)
ACS3 项目是一项技术演示任务，利用可部署复合吊杆 (DCB) 项目提供的 7 米可卷起复合吊杆部署 81 平方米反射式太阳帆 [1]，即图 1 所示的太阳帆系统。图 2 显示了航天器的关键元件。该项目是美国宇航局兰利研究中心和美国宇航局艾姆斯研究中心的联合项目。帆杆子系统 (SBS) 是 ACS3 航天器（12U 立方体卫星）的有效载荷。SBS 结合使用几种传统机制，以一次流畅的动作同时部署复合吊杆和轨道上的太阳帆。这些机制的设计和测试历时 5 年，在此之前，近地小行星侦察兵 (NEA Scout) 任务曾采用一种潜在的嵌入式替代设计，该设计利用了复合材料吊杆，达到了合格水平，但未被选为该任务的最终飞行设计 [2]。德国航空航天中心 (DLR) 已发表类似的较低技术就绪水平 (TRL) 工作 [3]。
激光交联任务编队飞行的 6U 纳米卫星设计
随着近年来星载数据量的不断增长，自由空间光学 (FSO) 或激光通信系统正备受关注，因为它们可以实现超过 1 Gbps 的超高数据速率。使用红外光学终端和纳米卫星的超高速卫星间链路系统 (VISION) 是一项技术演示任务，旨在建立和验证使用两颗编队飞行的 6U 纳米卫星的激光交联系统。最终目标是在数千公里的距离上实现 Gbps 级的数据速率。为了建立空间对空间激光通信，每个卫星的有效载荷光轴应在交联过程中精确对齐。有效载荷是激光通信终端 (LCT)，包括可部署空间望远镜 (DST)，它可以提高光学链路性能。6U 纳米卫星总线采用商用现货 (COTS) 组件设计，以实现敏捷系统开发。为了实现精确的编队飞行，该平台配备了带有 GNSS 接收器和 RF 交联器的相对导航系统、星跟踪器、3 轴反作用轮 (RW) 和推进系统。提出的激光交联系统概念将有助于未来构建具有高速和安全链路的 LEO 通信星座。
紧凑型扫描激光雷达
美国宇航局和欧空局已将 LiDAR 确定为实现安全精确着陆和交会对接的关键技术。此外，该技术对于难以观察到背景辐射的未来卫星任务和探测车应用至关重要。挑战来自任务参数的限制越来越严格。太空市场普遍倾向于低成本、高可靠性的紧凑型解决方案，而目前的 LiDAR 技术可能会在主要应用中失去相关性。ONEWeb、三星和 SpaceX 等公司的未来商业计划旨在发射总共超过 10,000 颗卫星，2019 年的概念演示任务已经开始，巩固了对这些企业的投资。LiDAR 技术非常适合清除太空垃圾等操作任务参数，但目前的 LiDAR 质量、体积、功率 (MVP) 预算、成本和开发时间在评估新太空应用提案时可能是一个挑战。当前的扫描 LiDAR 使用旋转镜来引导激光束。机械扫描导致解决方案体积庞大、速度相对较慢且耗电。该提案提出了一个项目，旨在加速开发现代一代激光雷达，以更好地适应日益增长的空间应用需求。
Elwood.F.Agasid@nasa.gov
地月自主定位系统技术操作和导航实验 (CAPSTONE) 任务由 NASA 与科罗拉多州威斯敏斯特的 Advanced Space, LLC 合作开发。这项技术演示任务是月球周围近直线晕轨道 (NHRO) 操作的探路者。NHRO（近月点 = 3,200 公里；远月点 = 70,000 公里）是 NASA 的 Artemis Gateway 的预定轨道，Artemis Gateway 是一个计划在月球轨道上运行的小型载人空间站。CAPSTONE 任务将验证模拟并确认 Gateway 的运行计划，同时验证 Gateway 动力和推进元件的导航和驻留要求的性能。因此，该任务将为 NASA、商业和国际任务提供在苛刻的轨道范围内运行的运行经验。CAPSTONE 任务由 Terran Orbital Corporation 开发、集成和测试的 12 单元 (U)+ CubeSat 组成，它携带一个有效载荷通信系统，能够与 NASA 的月球勘测轨道器 (LRO) 进行交联测距。CAPSTONE 包含一个芯片级原子钟 (CSAC)，用于与 NASA 的深空网络进行单向测距实验，一个专用的有效载荷飞行计算机用于软件演示，以及一个摄像头。此次发射由 NASA 的发射服务计划协调，由 Rocket Lab 在其 Electron 运载火箭上使用其 Photon 上面级部署 CAPSTONE 航天器。该任务于 2022 年 6 月 28 日发射。CAPSTONE 航天器从光子级部署，经历了大约 4 个月的高度燃料效率转移阶段，于 2022 年 11 月 13 日进入 NRHO，进行为期六个月的主要任务阶段。该任务目前处于为期十二个月的技术增强运营阶段。CAPSTONE 技术演示任务由 Advanced Space, LLC 领导。航天器开发和任务运营由加利福尼亚州欧文市的 Terran Orbital Corporation 进行。CAPSTONE 任务的显著成就包括展示 NHRO 的可达性；验证 NHRO 环境中的关键操作概念；为未来月球运营的商业支持奠定基础；并加速实现地月自主定位系统 (CAPS) 提供的点对点导航功能。CAPSTONE 任务由 NASA 的小型航天器技术 (SST) 计划资助，该计划是 NASA 空间技术任务理事会的几个计划之一。该计划的目的是开发和演示增强和扩展小型航天器能力的技术，特别注重通过使用小型航天器实现新的任务架构，扩大小型航天器到达新目的地的范围，并增强未来
与星际物体会合的快速反应任务
摘要 本文介绍了一种由太阳帆推进的小型卫星任务概念，用于拦截并可能与新发现的瞬时星际物体 (ISO) 会合。该任务概念源自一项技术演示任务的提案，该任务旨在高速离开太阳系，最终到达太阳引力透镜的焦点区域。ISO 任务概念是将太阳帆飞向围绕太阳的保持轨道，当 ISO 轨道得到确认后，让帆飞行器达到超过 6 AU/年的逃逸速度。这将允许对新的 ISO 发现做出快速反应，并在距太阳 10 AU 以内进行拦截。两种新的行星际技术可用于实现此类任务：i) 行星际小型卫星，例如 MarCO 任务所展示的卫星，以及 ii) 太阳帆，例如 LightSail 和 IKAROS 任务所展示的卫星，以及为 NEA Scout 和 Solar Cruiser 任务开发的卫星。当前的技术工作表明，在十年内，此类任务已经可以飞行并到达穿越太阳系的 ISO。它可能使首次接触 ISO 时能够进行成像和光谱分析，测量尺寸和质量，从而可能提供有关该物体起源和成分的独特信息。可以使用类似的方法返回样本。
Katalyst 空间技术 - CS@Mines
Katalyst Space Technologies 是一家充满活力的初创公司，总部位于亚利桑那州弗拉格斯塔夫，其使命是推动太空服务、装配和制造方面的创新，同时寻求解决现有的太空拥堵和交通管理等问题。该公司致力于利用模块化技术为客户提供响应能力、任务灵活性和可持续性，并正在开发一种减轻碰撞的产品。随着太空人口日益增多，发生此类撞击事件的概率也越来越大。由于碎片的速度高达每小时 17,500 英里，“即使是微小的油漆斑点也可能损坏航天器”（太空碎片和载人航天器 | NASA）。太空资产价格昂贵，从构思到执行需要很长时间；一次碰撞就会产生更多的碎片，从而增加未来发生撞击的概率。 Katalyst 正在开发的产品已得到美国太空部队以及其他组织的认可，包括诺斯罗普·格鲁曼公司、国防创新部门 (DIU) 和国防高级研究计划局 (DARPA)，因为它们对太空安全和可持续性具有潜在影响，弥补了传统任务架构与第二代太空机器人所需基础设施之间的差距。Katalyst 将于 2024 年 5 月利用这项技术启动演示任务。
太阳能巡洋舰及其他船只的动力管理策略
太阳巡洋舰是一个小型（ESPA 级）卫星技术演示任务 (TDM)，旨在使用面积大于 1600 平方米的太阳帆来完善太阳帆推进技术，展示其作为推进系统和稳定指向平台的性能，用于在日地拉格朗日点 1（sub-L1）向阳的人造晕轨道上进行科学观测。为了确保整个任务期间的姿态控制，必须管理用于姿态控制的反作用轮 (RW) 上累积的动量，以使帆船不会因 RW 动量饱和而失去控制。太阳辐射压力与质心 (CM)/压力中心 (CP) 偏移、变形的帆形和远离太阳的指向角以及其他因素相结合引起的环境扰动扭矩会在轮子上形成动量。太阳巡洋舰通过使用主动质量转换器 (AMT) 来减轻这种动量积累，通过调整 CM/CP 偏移来保持俯仰和偏航动量，并使用推进器来保持滚动动量。太阳巡洋舰团队进行了一项调查，以评估新型动量管理概念的可行性和权衡，例如反射率控制装置 (RCD)、不同的推进器配置以及控制叶片和其他铰接式控制面。此外，还评估了减少扰动扭矩累积的技术，例如减少吊杆尖端偏转和时钟角控制。类似的帆船动量管理策略可用于未来的任务，例如太空天气监测和地球磁尾科学任务。关键词：太阳巡洋舰、动量管理、GNC、ADCS
充气式防热罩技术的发展
摘要 EFESTO 项目由欧盟 H2020 计划资助。该项目旨在提高欧洲设计再入飞行器充气隔热罩的能力。充气隔热罩技术能够扩大太空应用范围，因为它为大气下降提供了有效的防热和减速能力，同时具有相对的质量和体积效率，这对太空任务来说是一项重要资产。在初始研究阶段，选择将充气隔热罩用于火星探索和用于运载火箭上级再入地球以供日后重复使用，作为 HIAD 技术的潜在应用。这两个应用案例是为了在现实条件下展示该技术的性能，并为在实际应用中训练的充气隔热罩设计提供代表性的研究框架。在项目的第一部分，工作重点是两个研究案例的系统设计。这项工作产生了一种充气隔热罩设计，与初始设计相比，其几何复杂性降低，并且可扩展用于其他应用。在为连续的项目阶段选择一个参考定义之前，对柔性热防护系统 (F-TPS) 的几层材料进行了比较。在此阶段之后进行了密集的测试活动。部分测试用于使用联盟内可用的等离子风洞测试基础设施验证 F-TPS 在相关气动热环境下的热性能。此外，还制造了一个高保真充气结构地面演示器。该演示器用于巩固充气系统的机械特性。此测试活动提供了用于数值互相关和实验数值重建的数据。最终，计算折叠分析完成了此项目阶段的数值活动。项目的最后阶段致力于技术的在轨演示任务的初步设计以及技术开发路线图的设计。这个潜在的未来在轨演示器 (IOD) 将在相关环境中发展时提供有关系统性能的知识。这将为开发的充气式隔热罩技术提供飞行验证和确认。本文概述了该项目，重点介绍了即将在未来几周内完成的 EFESTO 项目的系统方面。
引文：Morgan, Rachel, Douglas, Ewan, Allan, Gregory, do Vale Pereira, Paula, Gubner, Jennifer 等人。2021 年。“光学校准和第一道光
摘要。微机电系统 (MEMS) 可变形镜 (DM) 可通过小型、低功耗设备提供高精度波前控制。这使得它们成为未来太空望远镜的关键技术选择，这些望远镜需要自适应光学系统，以便使用日冕仪对系外行星进行高对比度成像。可变形镜演示任务 (DeMi) CubeSat 有效载荷是一种微型太空望远镜，旨在首次在太空中展示 MEMS DM 技术。DeMi 有效载荷包含一个 50 毫米主镜、一个内部校准激光源、一个来自波士顿微机械公司的 140 个执行器 MEMS DM、一个图像平面波前传感器和一个 Shack - Hartmann 波前传感器 (SHWFS)。DeMi 有效载荷的关键要求是测量单个执行器波前位移贡献，精度为 12 nm，并将空间中的静态和动态波前误差校正到小于 100 nm RMS 误差。 DeMi 任务将把 MEMS DM 技术的技术就绪水平从五级提升到至少七级，以适应未来的太空望远镜应用。我们总结了 DeMi 光学有效载荷的设计、校准、光学衍射模型、对准、集成、环境测试和来自空间操作的初步数据。地面测试数据表明，DeMi SHWFS 可以测量 MEMS DM 上的各个执行器偏转，误差在干涉校准测量值的 10 nm 以内，并且可以满足 0 到 120 V 之间执行器偏转电压 12 nm 精度任务要求。整个环境测试中的有效载荷数据表明，MEMS DM 和 DeMi 有效载荷经受住了环境测试，并为与空间数据进行比较提供了宝贵的基线。来自空间操作的初始数据显示，MEMS DM 在空间中驱动，来自空间的各个执行器测量值与等效地面测试数据之间的平均一致性为 12 nm。© 作者。由 SPIE 根据知识共享署名 4.0 未移植许可证发布。分发或复制本作品的全部或部分内容需要注明原始出版物的归属，包括其 DOI。[DOI：10.1117/1.JATIS.7.2.024002]
中国空间科学活动国家报告...
2022—2024年，中国空间科学计划、深空探测计划和载人航天计划进展迅速。中国科学院2011年启动实施的空间科学战略性先导计划两期均取得了丰硕的科学成果，其中一期包括暗物质粒子探测器（DAMPE）、实践十号（SJ-10）、空间量子实验（QUESS）和硬X射线调制望远镜（HXMT），二期包括太极一号（太极计划首次技术演示任务）、引力波高能电磁对应体全天空监测器（GECAM）、先进空间太阳天文台（ASO-S）、爱因斯坦探测器（EP）、太阳风磁层电离层链接探测器（SMILE）。中国首个综合性太阳探测任务——先进空间太阳天文台（ASO-S）和致力于软X射线时域天文学探测的爱因斯坦探测器（EP）分别于2022年10月9日和2024年1月9日发射。中国与欧空局的联合任务——太阳风磁层电离层链接探测器（SMILE）计划于2025年底发射。全球首颗助力联合国2030年可持续发展议程的科学卫星——SDGSAT-1已运行两年半，为推动国际可持续发展目标实施提供了宝贵数据。主要研究伽马暴的中法联合任务天基多波段可变目标监测器（SVOM）于2024年6月22日发射，轨道高度约635公里。未来还将围绕极端宇宙、时空涟漪、日地全景、宜居行星、太空生物和物理科学五大科学主题开展新的科学任务。在月球与深空探测方面，嫦娥六号探月任务于2024年6月25日重返大气层并成功着陆地球，完成从月球背面采集首批样本的历史性使命。在载人航天领域，中国空间站已于2022年底全面部署，进入应用发展阶段。开展了空间生命科学与生物技术、空间材料与器件、空间材料与器件、空间材料与器件等多个领域的科研项目。