PACE项目如何加快深空技术的发展步伐 2024-06-06 03:55:06 图1 Raven Aerostar公司的高空气球图2021年3月12日早晨,Raven Aerostar公司的高空气球充气升空,该气球目的是在波罗的海测试NASA的V-R3x技术,这次飞行实验是由该机构的“PACE”项目促成的。图2 NASA的Anh Nguyen拍摄如图所示,位于波罗的海发射场的V-R3x地面站,随着Raven Aerostar公司的高空气球的不断上升,跟踪气球上的V-R3x有效载荷,以测试该项技术的通信能力。宇宙飞船由许多部分组成,例如:推进系统、辐射防护、通信系统……每个部分都有不同的技术需求和挑战。然而,在一项创新技术正式应用深空之前,它的可靠性可以通过在离地球更近的地方进行测试,例如在亚轨道和轨道飞行。这些飞行测试使新的技术可以应用在太空中,太空测试具有地面测试不具有的优势,太空环境中没有重力而且可以提供超大的加速度。与此同时也有很多不方便的地方,例如需要数年的时间来不断的收集飞行数据用来调整这项技术,这会大大延长团队的研究时间。PACE旨在大幅度缩短传统技术的测试时间。这一努力将NASA的两个项目(飞行机会和小型航天器技术)搭载有效载荷加入到亚轨道和轨道飞行测试,从而试图将这项技术应用于太空探索任务。PACE还与美国宇航局的其他项目合作,如立方体卫星发射计划(CubeSat Launch Initiative),为NASA的新技术测试过程保驾护航。美国国家航空航天局(NASA)位于加州硅谷的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的项目经理Anh Nguyen曾说:“PACE的目标是让尽可能多的技术应用到太空实验中,尤其是新的、有潜在风险的创新技术,这些技术能够真正的突破现在的技术极限。”由于通过解决目前测试程序的局限,如严格的有效载荷要求和冗长的审查过程,PACE缩短了早期技术的开发时间,为飞行测试做好准备,以便他们能够迅速获得所需的数据,进行技术改进。用Nguyen的话来说,“他们所需要的就是一个飞行的机会。”PACE推动的第一个飞行测试技术是V-R3x,这项技术由斯坦福大学和卡内基梅隆大学的研究人员开发,用于支持立方体卫星群之间的高级通信和导航能力。 2021年3月12日,飞行机会项目支持,在南达科他州苏福尔斯,由Raven Aerostar公司提供了一次高空气球飞行实验,使研究人员能够通过在多个航天器和地面站之间形成网状网络来评估V-R3x的先进网络通信能力。(本段包含链接:V-R3x)这个亚轨道数据将被运用于3个V-R3x立方体卫星飞行试验中进行轨道飞行测试。这些立方体卫星于2021年1月24日发射升空。空间演示允许研究人员在近地轨道卫星之间收集双向飞行数据,这是一种确定航天器位置和距离的精确手段,能够帮助研究人员确定新的轨道以及优化相关导航算法。图3由NASA的Dominic Hart拍摄如图3所示,Anh Nguyen, V-R3x任务的项目经理(左),和斯坦福大学的Max Holliday(中),在加州硅谷NASA艾姆斯研究中心的实验室组装一个V-R3x地面器件。通过PACE进行亚轨道飞行测试的下一项技术是先进发展项目(ADP),即航空电子系统。ADP是PACE加速测试时间表的关键机制,它具有高度模块化、适应性强、价格合理的优点,采用商用现货组装而成。它的目的是为其他的技术提供必要的机械和通信系统,并可以无缝地从亚轨道到轨道飞行器过渡,最大限度地减少集成系统的复杂性,并允许有效载荷技术研发者把他们的时间和预算集中在发展他们的设计创新上。(本段包含链接:avionics system )ADP灵活的设计使其本身成为一个试验台,该技术正准备与标准实验无线电、导航和姿态确定系统一起飞行。测试各种子系统将有助于ADP轻松调整载荷的需求,从而提高载荷的成本效益,对航天器的要求不那么严格。ADP的灵活性也允许它面对具有挑战性的要求,如高数据吞吐量或紧凑的航天器机身指向,这使航天器的有效载荷精确地指向地面或空间上的外部物体。通过为新型航空电子元件提供飞行验证,PACE使整个研究太空领域的有效载荷开发人员(包括商业航天工业和学术界)更容易设计和制造他们负担得起的有效载荷。ADP平台计划于2021年与Raven Aerostar进行轨道发射和高空气球飞行,这将使Nguyen和她的团队能够更好的评估亚轨道和轨道环境下的飞行软件、通信系统和机械性能。Intrepid是一种低成本、轻量的伽马和中子粒子探测器,这将纳入ADP计划,于今年晚些时候在亚轨道飞行中的首个集成有效载荷。戴恩·肯普(Dayne Kemp)是艾姆斯公司ADP平台和Intrepid公司的首席研究员,他亲身体会到,对于研究人员来说,要实现快速、价格低廉的飞行,以验证他们的创新是多么必要。“如果没有PACE项目,收集技术成熟所需的亚轨道和轨道飞行数据将非常耗时,而且可能更昂贵,”肯普说。(本段包含链接:Intrepid)图4 NASA 的DominicHart拍摄如图4所示,四个V-R3x地面单元和一个气球飞行单元在加州硅谷NASA艾姆斯研究中心的实验室进行飞行测试。现在,ADP和Intrepid都将进行成本效益的飞行验证,快速的推进他们的太空探索任务之旅。PACE试图尽早与有效载荷开发人员联系,不仅为技术人员提供飞行所需的子系统,而且还能提供机构资料,以增加他们成功的概率和优化数据收集的能力。尽管这种轨道和亚轨道飞行测试的组合具有价值,但不管测试的情况如何,该项目的许多有效载荷将首先进行亚轨道飞行,然后最快6个月后,在小型航天器技术计划的支持下进行轨道飞行。不同轨道的飞行过程之间只需要对ADP核心进行简单的调整。“PACE可以成为一种变革的工具,帮助我们克服探索深空的技术障碍,”位于华盛顿的NASA总部主管飞行机会和小型航天器技术项目的项目主管克里斯托弗·贝克(Christopher Baker)说。“PACE支持的创新有潜力为未来探索地球、月球和其他星球的任务铺平道路,这些任务更快、更便宜,最终也更有可能应用在实践中。”飞行机会计划介绍“飞行机会”计划由位于华盛顿的NASA空间技术任务理事会(STMD)资助,并由位于加利福尼亚州爱德华兹的NASA阿姆斯特朗飞行研究中心管理。艾姆斯公司负责技术的征集和评估,以便在商业飞行器上进行测试和验证。(本段包含链接:Armstrong Flight Research Center Space TechnologyMission Directorate ) Flight Opportunities小型航天器技术计划介绍小型航天器技术项目由STMD资助,由Ames管理。该项目旨在快速开发和演示小型航天器的能力,适用于探索、科学和商业领域。自2020年初以来,该项目一直为PACE项目提供资金。标签:艾姆斯研究中心,阿姆斯特朗飞行研究中心,立方体卫星,小型卫星任务,空间技术 (本文包含链接:CubeSats Space Tech Small Satellite Missions Armstrong Flight Research Center Ames Research Center) 浮空君评论:简单地说,就是PACE支持深空探测技术研究,Flight Opportunities(临近空间/亚轨道)和Small Spacecraft Technology(立方星)项目提供飞行验证的机会。 赞 (0) 相关推荐 抗辐射|在“高性能航天飞行计算”支持下,Arm公司联合美国密歇根大学研制出基于ARM处理器的小芯片,可支持深空探测 2018年,在美国航空航天局"高性能航天飞行计算"(HPSC)项目支持下,ARM公司与密歇根大学合作开发一种基于Arm的新型航天器处理器技术,该技术被称为HPSC Chiplet. ... 收藏!2021全球航天大事件一览!登陆火星,阿瑟·c·克拉克的骨灰将被放在月球,深空探测,载人航天 2020年对于航天业(以及所有行业)来说都是在新冠肺炎大流行期间充满挑战的,一系列将于2021年发射或抵达目的地的令人兴奋的任务仍在继续推进. 从火星到小行星.太空机器人等,我们将看到太空探索在整个太 ... 麦克萨凭什么拿到3.75亿美元NASA合同?美国重返月球需要几步? 呼风唤雨◇让消费者看见品质更好的产品 作者 | 张雪松 北京时间5月24日凌晨1时,NASA局长吉姆·布里登斯廷正式公布了能源推进单元(PPE)项目的中标公司,经过长时间的角逐,美国Maxar公司赢得 ... 中国空间站,走自己的路 [文/ 观察者网专栏作者 陈蓝] 中国特色空间站 继4月底天和号核心舱成功发射后,天舟二号货运飞船又顺利升空,并与天和核心舱精准对接.下月,神舟12号还将为天和舱送去三名航天员,开始三个月的驻留.中国 ... 产业前沿 | 2020年NASA部署商业航天新项目——通信服务计划 2020年美国部署商业航天新项目 --通信服务计划 文 | 张力 摘要: 当前美国正在发展低轨道互联网,这为美国军地部门推进商业航天发展提供了新契机.为抢抓发展机遇,NASA于2020财年启动了总额为 ... “明日之翼”项目助力复合材料树脂灌注技术进一步发展 A350和B787复合材料机翼的制造,开创了一个新时代.不过,随着未来市场对飞机需求的提升,特别是对单通道飞机的激增,目前采用的自动铺带/铺丝和热压罐固化的生产效率远不能满足未来市场的发展脚步. 据预 ... NASA最新支持的深空采矿项目 NASA刚刚宣布对两个深空采矿项目提供支持,作为创新先进理念(NIAC)计划的第三阶段,它将为这两个团队分别提供200万美元资金支持. NIAC 旨在协助开发一款自主月球车采矿系统,以便在小行星上提取 ... 航天五院神舟学院2021年度《深空探测技术概论》授课大纲 中国的天问一号火星探测器 同学们: 大家好,欢迎来到航天科技五院神舟学院进行研究生基础课程学习.<深空探测技术概论>课程致力于讲解国际深空探测领域(包括无人及有人任务)的最新任务进展及前沿 ... GLEX2017 | 田玉龙谈私营企业参与深空探测,及空间技术的商业转化 6月7日,全球航天探索大会(GLEX 2017)进入第二日议程.中午,举行了题为"探索与太空经济:前沿发展的新范式"论坛.法国航天局局长让·伊夫·里加尔.意大利航天局局长罗伯托·巴 ... 在我国之后,美国也宣布宇宙深空探索计划,目标是1500亿公里 前不久,我国的深空探索计划再一次成为了大家关注的焦点.根据我国天文学家的计划,我们将在2023年正式发射深空探测器,并计划于2049年飞到100个天文单位(约合150亿公里)外的太阳系深处,并在本世纪 ... “天问一号”成功着陆火星!中国电科54所深空测控系统隔空上亿公里保驾护航 长城网5月15日讯(记者 李代姣 通讯员 李燕茹)5月15日,火星探测器"天问一号"成功在火星着陆.中国电科54所深空测控系统全程护航,为探测器着陆提供坚实的技术保障. 火星探测工 ... 深空自拍、精准刹车、降轨进入……细数火星环绕器三大阶段的关键动作 新民晚报讯(通讯员 黄帆 记者 叶薇)2020年7月23日,我国首次自主火星探测任务"天问一号"探测器在文昌航天发射场搭载长征五号遥四运载火箭成功发射.火星环绕器由中国航天科技集团 ... 深空探测花费高不高?航天人都很高薪?天问一号总设计师回应 5月15日7时18分,天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区,我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功.5月15日,中国首次火星探测任务总设计师张荣桥做客<白·问>对话白 ... 深空“聆听”:科学家进行的长时间研究可“听到”连续的引力波 据外媒报道,当寻找丢失的钥匙时,有许多可能的策略.您可以尝试从一个房间移到另一个房间,将视线投向每个平坦的表面,以期发现丢失的钥匙.当然,这是假定它们在明显的地方:如果它们被藏在报纸下或掉在沙发后面, ...