立方体卫星,或称CubeSat,确实是一种最近越来越受欢迎的纳米卫星,尤其是那些将立方体卫星视为太空计划传统卫星替代品的人。这是因为它们成本低,并且可以使用商用现货组件制造。立方体卫星的最小尺寸为1U(100 × 100 mm2)。1U可轻松升级以用于更大规模的任务(2至12U)。立方体卫星可执行传统卫星的所有基本活动。其电力需求由固定在立方体卫星机身上的电池组和太阳能电池板满足。然而,由于立方体卫星的尺寸比传统卫星小,因此其子系统必须非常小。此外,天线设计是卫星的一个关键组成部分,包括地面站和卫星之间的下行和上行通信。然而,它的尺寸和重量必须与立方体卫星兼容,并必须具有良好的辐射性能[1]。立方体卫星的天线数量最近有所增加,这些卫星工作在 437 MHz(即业余超高频频段),这不仅可以实现无缝上行和下行通信,还可以使一个立方体卫星在网络中相互连接。此外,超高频范围内的立方体卫星天线配置提供平面和非平面几何形状。文献中已经发表了许多适用于在超高频频段工作的立方体卫星的平面和非平面天线配置,包括缝隙天线、偶极天线、单极天线、螺旋天线、八木天线和曲折线天线。贴片天线和缝隙天线是连接轨道立方体卫星与地球上地面站的最佳选择,因为它们体积小、结构紧凑、弹性好、制造简单。它们还具有最小的辐射损耗、较低的色散和简单的输入匹配
摘要 航天工业是当今主要的增长市场之一,也是创新、科学和技术非常有趣的商业领域。在上个世纪,航天工业发生了巨大的变化,经历了强大的商业化,被称为“新太空”。除了商业化之外,立方体卫星的概念在过去十年中也在市场上得到了很好的认可。欧洲航天局 (ESA) 已经认识到这一趋势,并将立方体卫星纳米卫星用于 OPS-SAT 任务等项目。OPS-SAT 使用最先进的嵌入式系统执行各种任务。这些嵌入式系统是 OPS-SAT 任务成功的关键,并为 OPS-SAT 飞行实验室进行的各种实验提供了出色的计算能力。本文介绍了这些嵌入式系统的基本设计,并讨论了 OPS-SAT 任务期间的一些相关成果。
摘要 在拥挤的低地球轨道 (LEO) 区域,对空间碎片的检测、跟踪和分类需求日益增加。检测碎片的一种方法可能是使用基于空间的无源双基地雷达 (PBR)。STRATHcube 项目提议将立方体卫星发射到 LEO 作为 PBR 技术演示器,在那里将测试斯特拉斯克莱德大学开发的用于检测空间碎片的信号处理算法。该概念涉及在低空轨道上运行的立方体卫星上的雷达接收器和天线,以检测在高空轨道上运行的运行卫星发射的无线电信号。这些信号可能已被在运行卫星和立方体卫星之间运行的物体修改,因此表明存在碎片。本文将介绍将 PBR 技术集成到立方体卫星上作为 STRATHcube 任务的有效载荷,并讨论由于小型平台的限制而面临的挑战。研究了使用定制的 3D 天线和现成的贴片天线作为有效载荷的设计选项。完成了每个选项的高级设计,以评估它们对可跟踪碎片大小的能力并确定其质量和功率参数。在系统层面进行了广泛的权衡分析,以缩小立方体卫星平台上 PBR 有效载荷的选项范围后,确定贴片天线选项是促进立方体卫星上实验的最佳方式,因为它体积小、质量大。STRATHcube 任务的完整设计将使 PBR 技术在轨演示成为可能,如果成功,将为太空界提供一种比传统地面跟踪更便宜、更方便的替代方案。这种方法将向业界证明,业界可以使用这种方法在未来更大规模地实施。
这三所机构在航天项目方面建立了强有力的合作关系,在小型卫星开发、太空项目、能力建设活动等方面开展了合作,并联合开设了国际航天能力建设课程,两国教授和学生均参与其中,并得到了意大利航天局和肯尼亚航天局的参与和支持
1. Magalhães, Renato Oliveira de 和 Moreira, Herbi Junior Pereira 空间电源拓扑选择及其系统级建模与控制。《航空技术与管理杂志》[在线]。2020 年,第 12 卷 [2021 年 6 月 18 日访问],e2720。可从以下网址获取:。2020 年 7 月 15 日电子出版。ISSN 2175-9146。https://doi.org/10.5028/jatm.v12.1158。2. O. Shekoofa 和 E. Kosari,“基于系统级规范比较卫星电力子系统的拓扑结构”,2013 年第 6 届空间技术最新进展国际会议 (RAST),伊斯坦布尔,2013 年,第 671-675 页,doi:10.1109/RAST.2013.6581295。 3. Z. Xuan、K. Qing、Y. Wentao、X. Jie、L. Feng 和 Y. Xiangan,“MPPT 和 DET 方法下航天器太阳能电池阵列的功率评估指标”,2019 年欧洲空间电力会议 (ESPC),法国胡安莱潘,2019 年,第 1-4 页,doi:10.1109/ESPC.2019.8932076。
现有的四平方密码,特别是具有锯齿形变换加密算法的四平方英尺,是本研究的基础,旨在解决其加密限制。现有算法无法用数字和特殊字符加密消息,可以轻松破解键,当该过程重复超过26次时,加密的Digraph与第一个加密的Digraph相同。本研究旨在通过转换5x5矩阵,增强加密解码密钥并改善锯齿形变换来增强现有算法。所采用的方法涉及利用6x6x6立方体来包括大写字母和小写字母,数字和特殊字符。随机加密 - 解码密钥是使用密码固定的伪数字发生器(CSPRNG),斐波那契序列,tribonacci序列和线性反馈移位寄存器生成的。锯齿形变换通过采用rubik的立方体原理,csprng,斐波那契序列和tribonacci序列来改善,以随机化立方体旋转。进行了各种测试以评估增强算法。矩阵比较测试显示了角色集的显着扩展,允许大写和小写字母,数字和特殊字符的利用。加密和解密的文本的比较突出了增强算法将密文归还到原始明文中的能力,超过了现有算法的局限性。增强算法的平均雪崩效应为52.78%,超过了安全的加密算法的最小雪崩效应。统计随机性测试,包括频率(单算)和运行测试,提供了算法随机性的强大证据,满足了安全加密的阈值。
摘要 立方体是纳米生物工程的产物,是一种自结构脂质纳米粒子,其作用类似于载药的诊断探针。本文,我们描述了一种制备组合载药立方体的简单方法,经原理验证,该立方体具有治疗癌细胞的作用以及诊断能力。抗癌药物顺铂和紫杉醇组合装载在立方体中。立方体上涂有一层聚-Ɛ-赖氨酸,这有助于避免药物最初的爆发性释放,并允许缓慢和持续释放以获得更好的疗效。用透射电子显微镜对立方体进行成像,并通过差示扫描量热法和X射线衍射图研究在体外分析其分散性。显微图像描绘了球形多角结构,很容易区分。分析表明,药物均匀分散在整个立方体中。通过 zeta 电位测量、体外释放和包封率研究进行了进一步表征。体外研究表明,立方体涂层最初成功地减少了药物的爆发性释放,并证实了随着时间推移,药物释放缓慢而持续。使用人肝癌 HepG2 细胞系评估了涂层、未涂层和空白立方体的细胞毒性比较,发现这些制剂完全无毒,与空白制剂相似。通过阻抗测量和荧光成像证实了立方体对 HeLa 细胞的治疗效果。此外,用涂层组合立方体处理的细胞阻抗降低证明了 HeLa 细胞的损伤,这通过荧光显微镜得到证实。
美国军方继续鼓励对强大的卫星通信的需求,以便成功执行国防任务。立方体卫星是一种小型航天器,最初用于扩大航空航天和卫星通信领域的教育机会。这项研究探索了现有和潜在的地面站架构选项,以集成来自立方体卫星的自由空间光通信下行链路。未来的实验计划将侧重于在更多样化的环境中应用此功能,以包括扩展的地面架构机会。系统工程设计和架构方法有助于了解当前的硬件和软件选项以及未来扩展机会的限制。通过考虑可比较的规划方法,可以组织架构开发的替代方案,以帮助识别子系统和地面通信接口的控制因素。作为一个成熟的立方体卫星通信系统,现有的移动立方体卫星指挥和控制 (MC3) 架构是实验集成和最终考虑计划概念验证的绝佳候选者。