近年来,太空行业的两个主要主题是向月球任务的复兴,促进了人类在太阳系中的扩展以及立方体发射的迅速增长。月球任务将在可持续太空探索中发挥重要作用。路线图概述了当前和下一代探险家的下一步,并重申了14个太空机构返回月球的兴趣。在过去的十年中,一种更大胆的空间创新方法和低成本小卫星的扩散邀请了商业化,随后加速了微型技术的发展,并大大降低了与立方体相关的成本。在这种情况下,越来越多的立方体被视为低地球轨道以外的开创性任务的平台。本文描述了向月球进行的3U纳米卫星任务,该任务设计为UKSEDS卫星设计竞赛的一部分,能够捕获和分析月球环境的细节。为了实现主要的任务目标,已经包括一个相机和红外光谱仪,以将有关历史悠久的月球标志的信息转移到地球上。该设计的开发是与Open Cosmos的OpenKit集成的,并由SSPI领域的专家进行了审查。本文包括对当前微型工具状态的详细评估以及通过Lunar Cubesat Mission可以实现的科学回报质量。这是对月球群体的整体可行性研究,讨论与立方体技术相关的当前局限性和挑战的讨论以及未来任务的框架。
Manuel Rodrigues (1) 、J. Bergé (1) 、D. Boulanger (1) 、B. Christophe (1) 、M. Dalin (1) 、V. Lebat (1) 、F. Liorzou (1) (1) ONERA,巴黎萨克雷大学,F-92322 Chatillon,法国,+33146734728,manuel.rodrigues@onera.fr 摘要 ONERA 物理系 50 年来一直致力于开发用于空间科学的高性能加速度计。 2017 年,由法国蔚蓝海岸天文台和 Onera 提出的 CNES MICROSCOPE 任务在基础物理学方面取得了出色的成果。 借助加速度计,它在等效原理(广义相对论的基石)测试中取得了有史以来最好的结果。 2013 年,ESA GOCE 任务搭载 6 个静电加速度计,绘制出了最佳的地球重力图。最近,两颗 JPL GFO 卫星发射升空,在 GRACE 进行 15 年的测量后,为大地测量学界提供了成果。对于未来的任务,我们将利用实验室的遗产,开发一种更紧凑的加速度计,用于微型卫星或纳米卫星上的科学研究。在概述过去几十年取得的成就之后,演讲将重点介绍未来在小型卫星或纳米卫星上大地测量和基础物理学方面的发展。
简介:当人类站在太空探索的新时代的边缘时,我们的重点再次转向地球的天体邻居:月亮。纳米卫星技术的发展,全球范围内的公司进行了观察,为月球勘探和定居点打开了令人兴奋的可能性。这种技术飞跃与太空机构和私营企业的新兴趣相结合,为我们与月球的关系设定了一个变革时期的舞台[1]。未来几十年保证,不仅将月亮视为短暂访问的目的地,而且是持续人类存在的平台和行星际空间探索的门户。从注重地球的纳米卫星应用中汲取灵感,我们可以设想一个未来,在该未来中,类似技术在映射,监视和支持月球基础活动中起着至关重要的作用。从提供高分辨率的表面图像到促进通信和支持科学研究,纳米卫星可能会成为我们月球基础设施的骨干,考虑到成本效益和可靠性。本文概述了纳米卫星技术可能会严重影响月球勘探和人类定居点的十个关键领域。通过探索诸如映射,导航,资源识别和建立有效的地球通信等潜在应用,我们可以开始理解在我们寻求使月亮成为人类第二个家中的挑战和机遇的范围和规模。
合作伙伴:九州工业大学 (Kyutech),在日本政府的支持下。日本文部科学省 (MEXT) 成立时间:2013 年 为硕士课程 (2 年制) 的 3 名学生和博士课程 (3 年制) 的 3 名学生提供机会,让他们参加九州工业大学的空间工程国际课程 (SEIC),利用九州工业大学的纳米卫星开发和测试设施,在纳米卫星系统方面获得实践性的广泛研究机会。 选定的研究员预计将在完成学业后返回自己的家乡,并利用从该计划中获得的经验和知识为自己的国家做出贡献。
来自太空的量子密钥 BMBF 资助的 QUBE 联盟由 LMU 领导,旨在开发和测试使用纳米卫星进行全球安全通信的硬件。通过利用量子态生成密钥,可以实现通过量子加密的安全通信。与由于信号损失而限制在几百公里内的光纤网络相比,卫星可以促进未来多个地面站和卫星之间密钥的全球交换。太空微型高科技 为了有效实现这一目标,光学和量子通信领域的领先研究小组与通信、卫星和航空航天技术领域的创新公司和机构密切合作。该联盟成功开发了生成量子密钥的技术和必要的紧凑组件,以适应一颗非常小的卫星,即立方体卫星。整个模块总重 3.53 公斤,尺寸为 10 厘米 x 10 厘米 x 30 厘米,不大于鞋盒。跨学科研究团队合作 位于维尔茨堡的独立研究机构 Zentrum für Telematik (ZfT) 负责开发和实现相应的小型卫星。“一项特殊的技术挑战是将所需的卫星功能小型化,尤其是高精度指向地面站,以建立稳定的光学链路。在这里,纳米卫星实现了前所未有的姿态精度,”ZfT 总裁 Klaus Schilling 教授强调道。对于 CubeSat 和地面站之间的信息交换,该研究所
随着探索目标越来越远,太空任务变得越来越雄心勃勃,同时需要更大的制导和通信预算。这些对距离和控制的相互冲突的需求推动了对现场智能决策的需求,以减少通信和控制限制。虽然对人工智能和机器学习 (AI/ML) 软件模块的地面研究呈指数级增长,但以快速和廉价的形式在太空中实验验证此类软件模块的能力却没有增长。为此,美国宇航局艾姆斯研究中心的纳米轨道研讨会 (NOW) 小组正在通过 TechEdSat (TES-n) 飞行系列中编程称为 BrainStack 的“商业”可用前沿计算平台进行飞行评估测试。作为 BrainStack 的一部分选择的处理器具有理想的尺寸、封装和功耗,可轻松集成到立方体卫星结构中。这些实验包括对小型高性能 GPU 以及最近的 LEO 操作中的神经形态处理器的评估。此外,还计划测量这些处理器所经受的辐射环境,以了解这些新架构因长期太空辐射暴露而导致的性能下降或计算伪影。这个不断发展的灵活协作环境涉及 NASA 和其他组织的各个研究团队,旨在成为一个便捷的轨道测试平台,许多预期的未来太空自动化应用可在此平台上进行初步测试。
• 验证结果表明有效载荷已打开、录制了视频并将视频传输到航天器的 Wi-Fi 总线 • TES-10 通过铱星恢复了压缩视频文件的部分内容 • TES-8 和 TES-10 发挥了关键作用,开始开发支持 AI/ML 处理器所需的接口
摘要:在一些地理条件恶劣的地区(如沙漠、海洋和森林),直接连接到地面网络很困难,因此空间通信是唯一的选择。在这些偏远地区,物联网 (IoST) 应用也可以成功使用。本文提出了用于 IoST 应用的有效载荷,展示了如何有效地使用自动识别系统 (AIS) 和火灾探测系统。基于高效低成本通信的太空任务可以使用一组纳米卫星来更好地满足这一需求。这两个使用一组纳米卫星的应用可以为多个国家提供相关的大学级数据,作为教育计划项目中空间技术转让的有效政策。为了提高教育参与度和对空间技术的兴趣,本文分享了基于对纳米卫星的深入设计以及多项分析(数据预算、链路预算、功率预算和寿命估计)的项目可行性研究的经验教训。最后,本文通过实验重点介绍了用于火灾探测的经济高效的传感器节点的开发和应用,以及使用 GPS 在 IoST 框架中实现 AIS 功能。
“这是内罗毕大学 (UoN) 继续进行纳米卫星能力建设的绝佳机会,这对肯尼亚新兴的太空领域来说是一个巨大的利好。作为一个联盟,我们非常感谢联合国外空事务办公室和 Avio SpA 给予我们免费发射 3U 立方体卫星的机会。这将大大提高 UoN 乃至整个肯尼亚的航天器工程和卫星运行能力。NaSPUoN-0GPM2030 纳米卫星将预示肯尼亚的太空利用达到一个新的水平,并将包括一项地球观测任务,以展示和满足当地多样化的地球图像需求。这次机会巩固了 UoN 与肯尼亚航天局、亚利桑那大学和太空信托基金合作的巨大影响,我们将共同努力实现 NaSPUoN-0GPM2030 任务”
准确稳定的航天器指向是许多天文观测的要求。特别挑战纳米卫星,因为表面积不利 - 质量比和甚至最小的态度控制系统所需的量。这项工作探讨了无执行器精度或执行器引起的干扰(例如抖动)不受限制的机构中对天体物理态度知识和控制的局限性。对原型6U立方体上的外部干扰进行了建模,并根据可用体积内的望远镜的可用恒星量和掌握限制感测知识计算。使用模型预测的控制方案集成了这些输入。对于1 Hz的简单测试用例,具有85毫米望远镜和单个11级恒星,可实现的身体指向预计为0.39弧秒。对于更一般的限制,可以整合可用的星光,可实现的态度感应大约为1毫米秒,这导致了应用控制模型后的20 milliarcseconds的预测身体指向精度。这些结果表明,在达到天体物理和环境限制之前,态度传感和控制系统的重大空间。