• 用于立方体卫星的微型 Ka 波段大气雷达 (miniKaAR-C) • Ka 波段雷达抛物面可部署天线 (KaRPDA) - 为地球科学提供降水剖面雷达任务 • 角色和职责
摘要:虽然气象数值模型向上扩展到中间,但领先的模拟和数值天气预测和气候预测需要中层观测。这项工作回顾了有关温度观察要求的一些挑战以及与大气潮相关的实际测量的限制因素。在这里使用基于先前空间实验的肢体分散技术进行了新的策略。此类观察值可与立方体卫星一起使用。技术问题是测量所需的大动态范围(四个数量级),肢体指向的准确性和流量光的水平。此处描述的技术将期望1-2 K的精度为1-2 km。100个平台的星座可以提供空间(100 km)和世界气象组织建议的时间(3 h)决议,并且可以使用至少3-5个平台来解决潮汐问题,并具有特定的轨道,以避免漂移。
• 低地球轨道至地球数据服务,最初面向地球观测市场。 • 旨在实现多任务基础设施。 • 高度自动化和可升级的服务。 • 利用 SSC 对现有 RF 地面网络服务的专业知识。 • 独立服务,稍后将作为 RF 的补充纳入 SSC 的产品组合。 SSC 正在部署光通信地面网络,以提供低地球轨道至地面数据返还服务。
在太空环境中,温度波动、冷焊和其他环境因素给设计师带来了新的挑战。立方体卫星在低地球轨道上经历的平均温度范围在日食侧为 -65°C,在太阳侧为 +125°C,因此需要一种能够承受周期性温度波动同时保持其机械性能的材料 [4]。此外,当两个金属表面相互接触时,冷焊是一个值得关注的问题。当两个金属表面之间的间隙变得足够小以至于两个表面的原子共享价电子并相互结合时,就会发生冷焊。这种现象在立方体卫星-分配器界面中令人担忧,两个光滑表面在部署过程中会相互滑动。为了避免这种情况,立方体卫星轨道可以使用聚合物或其他非金属材料。市售尼龙碳纤维 PolyMide PA6-CF 复合材料在上述两种情况下均能发挥理想作用(表 2)。由于在 180°C 下变形最小且无法冷焊,这种 FDM 细丝是模块化 CubeSat 结构的主要候选材料。
抽象的物联网设备通常由电池提供动力:即使是可充电设备的设备,也必须更换。因此,在带有数十亿个IoT设备的未来,其电池的处置代表了一场迫在眉睫的环境灾难。无电池系统有可能解决此关键可持续性问题:通过依靠从环境来源收获的能量,从理论上讲,物联网设备可以持续运行,需要零维护并产生较少的浪费。然而,尽管近年来对无电池系统的研究已经盛开,但社区仍然缺乏公共测试床和明确的码数来对各种解决方案的性能进行基准测试。因此,在相同的条件下很少比较无电池的解决方案,这阻碍了人们对特定环境中表现最好的方法的全面理解,从而阻碍了工业的采用。为了填补这一空白,我们将第一步迈向了电子立方的设计:第一个完全自动化,开放和低成本的基准测试设施,用于无电池的物联网系统。我们介绍了电子立方体的设计和架构,展示了如何使用它来促进竞争,以评估由间歇性能源提供动力的设备上运行的解决方案的性能。
低矮建筑物上的风荷载被认为是一种危险,需要不断获取知识才能有效缓解。当前的美国标准 ASCE 7-98 为整个结构系统以及屋顶和墙壁等结构部件(包括局部覆层压力)提供了详细的风设计荷载。另一方面,屋顶附属物上的风荷载并未得到具体解决。但是,ASCE 7 风荷载任务委员会正在考虑在下一版标准 ASCE 7-00 中规定空调机组等附属物的设计荷载。如果该提议被接受,当前的烟囱和水箱指南将扩展到包括屋顶设备,并建议采用更高的阵风影响系数(> 0.85),例如 1.1 或更高。由于典型的屋顶设备尺寸相对较小,往往会导致较高的面积平均峰值压力,因此使用较高的阵风影响因子是合理的。此外,设备可能位于屋顶边缘附近的加速流区,因此需要更高的阵风影响因子。但是,由于缺乏对屋顶设备的研究或风洞研究,尚未确定任何特定的阵风影响因子值。
空间动力学实验室正在为 SmallSats 开发一种原型“绿色”混合原型推进系统。该系统基于犹他州立大学专利的高性能绿色混合推进 (HPGHP) 技术。HPGHP 利用 3D 打印丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 独特的介电击穿特性,允许重新启动、停止和重新点火。HPGHP 使用气态氧 (GOX) 作为氧化剂时工作最可靠,但当用高测试过氧化氢 (HTP) 代替时,会出现点火可靠性和延迟问题。这一缺陷是由于 HTP 的高分解能垒造成的。测试表明,氧化铝上的铂等贵金属催化剂可有效分解 90% 的单推进剂形式的 HTP,但分解释放的能量不足以可靠地点燃混合火箭。本研究报告了一种用于混合火箭的非催化热点火方法。使用气态氧预引线引发燃烧,一旦发生完全 GOX 点火,HTP 就会被引入热燃烧室。GOX/ABS 燃烧产生的残余能量会热分解 HTP 流,而游离氧可实现完全 HTP 混合燃烧。本文介绍了使用 90% HTP 和丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 作为燃料的 0.5、1.0 和 5 N 推力水平的原型系统的设计选项和测试结果。
在过去的 15 年里,被称为立方体卫星 (CubeSat) 的小型卫星已被用来研究太空环境对生物体的影响。迄今为止,所有生物立方体卫星任务均在低地球轨道 (LEO) 上进行研究,每个任务都比上一个任务改进了其生物支持子系统。NASA 即将发射的生物立方体卫星任务 BioSentinel 将作为 Artemis 1 的次要有效载荷发射,最终到达低地球轨道以外的太阳中心轨道,并受到地球磁层的保护。BioSentinel 的主要目标是 1) 研究深空辐射环境的生物影响和 2) 发展我们的技术能力以支持深空生物研究。BioSentinel 中的仪器和子系统继承了之前的立方体卫星任务(例如流体学、光学、热控制),但在许多层面上得到了扩展。 BioSentinel 改进了材料和设计(例如,降低卡片的蒸汽渗透性以保持低湿度;增加了带有内部止回阀、干燥剂室和气泡捕集器的流体歧管,用于每个单独的流体卡),并增加了新的发现工具(例如,机载 LET 光谱仪)。本期观点的主要目的是强调过去和正在进行的 NASA 生物立方体卫星任务中使用的流体系统的演变,并强调这些系统可以优化以用于未来 LEO 以外的实验的方面。
新南威尔士大学堪培拉分校在 M2 编队飞行立方体卫星任务上开展了一项实验计划,旨在为可用的空间态势感知 (SSA) 传感器和建模算法提供真实数据。本文概述了在任务的早期、主要和扩展运行阶段计划的实验和部署计划,这些计划为 SSA 观测提供了机会。该任务包括 2x6U 立方体卫星。每颗卫星都使用 3 轴姿态控制系统,利用航天器之间的大气阻力差来控制沿轨道编队。差动气动编队控制使卫星能够保持在可接受的沿轨道偏移范围内,以执行主要任务实验。在整个任务过程中,有几个重要的机会来收集基准 SSA 数据。立方体卫星对最初被连接成 12U 卫星,按照新南威尔士大学堪培拉分校地面站的预定命令,它们将被弹簧沿轨道方向推开,形成 2x6U 卫星编队。航天器分离,随后展开太阳能电池板和天线,标志着在早期运行阶段,配置、雷达截面和轨道发生了重大变化。太阳能电池板的展开将航天器的最大正面面积从收起配置时的 0.043 平方米增加到完全展开时的 0.293 平方米。航天器的姿态将受到控制,以通过差动气动阻力的作用阻止航天器的沿轨分离。卫星具有 GPS 和姿态确定与控制功能,可提供精确的时间、位置、速度和姿态信息,这些信息通常可在卫星遥测中获得。
自由空间光学(FSO)通信的最新进步正在使卫星微型化和数据传输速率取得突破。Cubeisl激光通信终端(LCT)是德国航空航天中心(DLR)的开发项目,将在2025年推出后以100 Mbps的形式展示100 Mbps的卫星间链接,并以1 Gbps的链接展示。该技术旨在将自己确立为有效的立方体通信的尖端解决方案,从而提供高数据速率。为了验证其能力,该终端在143公里的FSO连接中进行了严格的测试,在加那利群岛的La Palma和Tenerife之间进行了严格的联系。欧洲航天局的光学地面站模仿了下行链路,而两个LCT之间的通信模拟了卫星间链接。本文概述了立方体LCT的当前发育阶段,并提出了其水平链接演示的结果。