摘要 — 欧盟项目 PULSAR(超大型结构组装机器人原型)对一项潜在任务进行了可行性分析,该任务可以展示用于大型太空望远镜自主组装的机器人技术。该项目使用两个硬件演示器进行分析,一个用于展示使用机器人操纵器组装五个分段镜面砖,另一个展示在低重力条件下组装大型结构的扩展移动性。硬件演示器辅以模拟分析,以展示完全集成系统的运行并应对姿态和轨道控制领域的挑战。该项目开发的技术支持通往空间服务、组装和制造(ISAM)的道路。关键词:在轨组装;轨道机器人;空间机器人;太空望远镜
专注于跨学科空间系统工程技能。SaTec 的目标是通过其跨学科课程,与几乎所有巴伐利亚州的学术、研究和工业空间组织密切合作,为学生提供实现空间任务的培训。在学习期间,学生将参与有趣的空间研究项目。目前,由大学、研究机构和公司组成的维尔茨堡空间生态系统在轨道上运行着 9 颗自己的卫星,并实施了未来几年将发射的 30 颗小型卫星。因此,维尔茨堡是欧洲小型卫星的顶级研究地点。与传统的机械工程相比,SaTec 更注重电子和计算机科学方法。相关的自适应空间系统在研究和工业环境中非常受欢迎。课程内容和研究项目侧重于空间系统工程技能,包括跨学科领域,例如空间动力学、姿态和轨道控制、计算机科学、机器人技术、电信、遥感、电气和机械工程、控制工程等。
这项工作完全基于对卫星对准测量的研究,目的是从系统和卫星要求开始,制定和开发实施 PLATiNO 计划对准活动所需的规范。该项目由意大利空间机构 (Agenzia Spaziale Italiana) 发起和资助,其目标是定义和开发标准“多用途”平台的国家支持技术,以支持其未来的潜在活动方向。对准测量在卫星 AIT (组装、集成和测试) 活动期间进行,它们对于在要求确定的约束范围内验证单元的正确位置以及在环境测试活动后确认这一点至关重要。在此背景下,对准活动应用于平台级别,涉及通信系统和姿态与轨道控制系统的一些关键单元(即反作用轮、星跟踪器、天线)。本书首先介绍了管理太空产品的一般规则,并参考了与规划、验证和测试相关的 ECSS 规范。此外,为了介绍特定术语,本书从组件和子系统以及总体功能和任务的角度描述了该平台。然后,介绍了活动期间开展的主要活动,包括:
卫星的区别是它们在空间环境中发射和运行的能力而没有物理支撑或维修多年来测量的卫星。今天,我们看到了他们的设计和生产革命,从单个单位手工工作转移到大型批次和生产线制造。非对定位的卫星轨道(NGSO)卫星的大小和重量大大减少,因为它们的数量是在数百个和您的砂中测量的,以产生一个有效的星座,能够满足或超过我们只能从一个工作的geostarationary轨道(GEO)卫星中获得的东西。技术进入图片,以设计强调成本和易于测试以及发布的设计。从那里,航天器总线子系统是小型化的,但是它们必须执行发电和存储,态度和轨道控制,热管理和温度控制,遥测和命令的既定功能。有趣的是,许多关键组件,例如星形跟踪器,反应轮和离子推进器,都是由主要承包商而不是从美国和海外的传统专家开发和生产的。但是,这可能会像丰田一样,在这里采购大多数组件而不是在内部制造。因此,良好的“做出购买”决定对于实现成本/有效供应链可能会变得越来越重要。
美国宇航局-印度空间研究组织 L 和 S 波段合成孔径雷达 (NISAR) 任务是美国宇航局和印度空间研究组织合作开展的一项任务,计划于 2024 年 1 月发射,最短任务寿命为 3 年。该任务通过高分辨率成像(2-30 米)、宽幅(240 公里)、高精度指向和轨道控制以及短重访周期(12 天)进行了优化,并采用了偏振测量和干涉测量技术,用于研究灾害和全球环境变化,特别支持其核心科学学科:生态系统、冰冻圈、固体地球科学和沿海海洋。一些重要的任务和仪器参数如表 1 所示。该卫星旨在提供地球的详细视图,以观察和测量地球上一些最复杂的过程,包括生态系统干扰、冰川和冰盖动态、由构造和非构造过程引起的陆地变形、沿海过程动态和自然灾害。除了科学需求外,该任务还将通过快速事件驱动下行链路、处理和交付相关数据来支持灾难响应。NISAR 拥有开放数据政策,任务数据将在必要的发射后传感器特性分析后提供给全球科学界,预计发射后 6 个月内完成。来自不同学科的研究人员和科学家将有很好的机会规划 NISAR 数据的利用并进行互动学习。
JAXA 提出了低地球轨道 (LEO) 卫星的创新理念。超低空试验卫星 (SLATS),也称为 TSUBAME,是第一颗占据 300 公里以下超低轨道 (S-LEO) 或极低地球轨道 (VLEO) 的地球观测卫星。SLATS 的目的是 1) 测试卫星在超低空使用离子发动机对抗高大气阻力时保持高度的能力,2) 获取大气密度和原子氧 (AO) 数据,3) 测试光学地球观测。SLATS 于 2017 年 12 月 23 日成功发射。随后,SLATS 使用化学推进器、气动阻力和离子发动机推进,在 636 天内将高度控制在 271.7 公里。 SLATS 最终在 167.4 公里的轨道上维持了 7 天,并于 2019 年 10 月 1 日完成运行。所有 SLATS 和原子氧监测器 (AMO) 数据都是在这些操作期间获取的。AMO 是监测 AO 及其对航天器材料影响的任务传感器之一。来自 AMO 的数据有助于未来 S-LEO 卫星设计的材料选择。AMO 获得的数据很有价值,因为它们提供了有关 AO 通量及其对空间材料影响的大量知识。精确的大气密度模型和大气成分模型对于预测轨道上碎片的轨迹或再入是必不可少的。已经开发了 NRLMSISE-00、JB 2008 和 DTM2013 等大气模型,但很少有研究将这些模型与 LEO 中的实际大气环境进行比较。从 SLATS 获得的平均大气密度低于大气模型(NRLMSISE-00、JB 2008 和 DTM 2013)预测的值。了解模型的准确性将有助于未来 S-LEO 卫星的轨道控制以及 LEO 中碎片的轨道预测和控制。
他还担任印度宇航学会执行秘书(ASI)。社会通过会议,讲座和网络研讨会在国内和国际上促进太空技术发挥了积极作用。在加入空间之前,他将领导Geo Control Dynamics设计部门,并在班加罗尔ISRO的U R RAO卫星中心(URSC)担任态度和轨道控制系统副项目主管。他是印度工程师和电子和电信工程师机构的院士。他于1997年加入URSC,在过去的近25年中,他参与了超过三十个卫星的态度和轨道控制系统的设计和开发。他已经开发了针对卫星的关键技术和ISRO气象卫星系列的关键镜面运动补偿技术。他还开发了Geo卫星的自主权,这已成为ISRO飞船队的骨干,包括火星轨道特派团。他在2006年被印度前总统A.P.J.阁下授予ISRO团队卓越奖 Abdul Kalam用于航天器操作的轨道管理。 他再次被选为2011年GSAT-12航天器AOC的设计,开发和实现的Team Excellence奖。 Vinod博士是孟买印度理工学院的校友。 在他的博士研究中,他使用印度区域导航卫星系统(IRNSS/NAVIC)开发了在期望的经度,用于在期望的经度上共处的自主导航技术。他在2006年被印度前总统A.P.J.阁下授予ISRO团队卓越奖Abdul Kalam用于航天器操作的轨道管理。他再次被选为2011年GSAT-12航天器AOC的设计,开发和实现的Team Excellence奖。Vinod博士是孟买印度理工学院的校友。在他的博士研究中,他使用印度区域导航卫星系统(IRNSS/NAVIC)开发了在期望的经度,用于在期望的经度上共处的自主导航技术。他是印度质量管理学院的ISO 9001:2015认证的首席审计师。