<p>2022年5月，SpaceX公司的獵鷹9號火箭將運輸者5號發(fā)射到軌道上。這次任務(wù)包含了來自工業(yè)界和政府的一系列微型和納米衛(wèi)星，其中包括麻省理工學(xué)院林肯實驗室的一顆稱為敏捷MicroSat (AMS)的衛(wèi)星。</p> <p>&nbsp;</p> <p>AMS的主要任務(wù)是在混亂的極低地球軌道(VLEO)環(huán)境中測試自動機(jī)動能力，從距離地表525公里開始下降。對衛(wèi)星來說，VLEO是一個具有挑戰(zhàn)性的位置，因為更高的空氣密度，加上多變的空間天氣，會造成更大的不可預(yù)測的阻力，需要頻繁的機(jī)動來保持位置。使用商用現(xiàn)成的電子離子推進(jìn)系統(tǒng)和定制算法，AMS正在測試它在六個月的初始任務(wù)期間執(zhí)行自動導(dǎo)航和控制的能力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;AMS集成了電力推進(jìn)、自主導(dǎo)航和制導(dǎo)控制算法，將大量推進(jìn)器的操作推到航天器上&mdash;&mdash;有點像自動駕駛汽車。&rdquo;AMS項目的首席研究員、實驗室集成系統(tǒng)和概念組的負(fù)責(zé)人安德魯&middot;斯蒂馬克(Andrew Stimac)說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Stimac將AMS視為小型衛(wèi)星自主領(lǐng)域的一種探路者任務(wù)。自主對于支持工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域越來越多的小型衛(wèi)星發(fā)射至關(guān)重要，因為它可以降低維護(hù)它們所需的成本和人力，實現(xiàn)需要快速和即興反應(yīng)的任務(wù)，并有助于避免在已經(jīng)擁擠的天空中發(fā)生碰撞。</p> <p>&nbsp;</p> <p>AMS是對具有這種類型自動機(jī)動能力的微型衛(wèi)星的首次測試。</p> <p>&nbsp;</p> <p>AMS使用電力推進(jìn)推進(jìn)器，以滿足微型衛(wèi)星的尺寸和功率限制，同時提供足夠的推力和續(xù)航能力，以實現(xiàn)在VLEO中運行的多年任務(wù)。該飛行軟件被稱為&ldquo;總線承載機(jī)載軟件套件&rdquo;，旨在自主操作推進(jìn)器以改變航天器的軌道。地面操作人員可以向AMS發(fā)出高級命令，例如下降到并保持300公里的軌道，該軟件將利用機(jī)載GPS接收器的測量數(shù)據(jù)作為反饋，自動安排推進(jìn)器燃燒以實現(xiàn)這一命令。該實驗軟件與總線飛行軟件是分開的，這使得AMS能夠安全地測試其新穎的算法，而不會危及航天器。</p> <p>&nbsp;</p> <p>AMS團(tuán)隊的另一名成員羅伯特&middot;萊格(Robert Legge)說:&ldquo;AMS的推動因素之一是我們在航天器上創(chuàng)建這個軟件沙盒的方式。&rdquo;&ldquo;我們有自己的托管軟件，運行在主要的飛行計算機(jī)上，但它與關(guān)鍵的健康和安全航空電子設(shè)備軟件是分開的?；旧?，你可以把它看作是航天器上的一個小開發(fā)環(huán)境，我們可以在那里測試不同的算法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>AMS有兩個次要任務(wù)，稱為攝像機(jī)和信標(biāo)。當(dāng)AMS處于不同的近地軌道位置時，相機(jī)的任務(wù)是拍攝地球表面的照片和短視頻剪輯。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們希望展示的一件事是對當(dāng)前事件做出反應(yīng)的能力。&rdquo;幫助準(zhǔn)備相機(jī)有效載荷的麗貝卡&middot;基南(Rebecca Keenan)說。&ldquo;我們可以聽到發(fā)生了什么事，比如火災(zāi)或洪水，然后迅速做出反應(yīng)，操縱衛(wèi)星對其進(jìn)行成像。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>基南和AMS團(tuán)隊的其他成員正在與實驗室的災(zāi)難衛(wèi)星項目合作，該項目旨在改善衛(wèi)星圖像處理管道，以幫助救援機(jī)構(gòu)更快地對災(zāi)害做出反應(yīng)。小型衛(wèi)星可以按需安排運行，而不是在發(fā)射前幾個月就計劃好，這可能是災(zāi)害響應(yīng)工作的一大財富。</p> <p>&nbsp;</p> <p>另一顆有效載荷&ldquo;信標(biāo)&rdquo;(Beacon)正在測試跟蹤快速移動目標(biāo)的新型自適應(yīng)光學(xué)能力，方法是從移動衛(wèi)星向位于馬薩諸塞州韋斯特福德的實驗室干草垛天文臺(Haystack Observatory)的地面站發(fā)送激光。從一顆靈活的衛(wèi)星上實現(xiàn)精確的激光指向可以幫助許多不同類型的太空任務(wù)，例如通信和跟蹤太空碎片。它還可以用于新興項目，如&ldquo;突破攝星&rdquo;(Breakthrough Starshot)，該項目正在開發(fā)一顆可以使用激光推進(jìn)光帆加速到高速的衛(wèi)星。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;據(jù)我們所知，這是第一顆為專用自適應(yīng)光學(xué)目的而發(fā)射的在軌人工引導(dǎo)星。&rdquo;致力于Beacon有效載荷的Lulu Liu說。&ldquo;從理論上講，它攜帶的激光可以被操縱到其他航天器上的位置，以支持天空不同區(qū)域的大量科學(xué)任務(wù)。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>該團(tuán)隊在嚴(yán)格的預(yù)算和時間表下開發(fā)了Beacon，并希望其成功將縮短下一代激光發(fā)射器系統(tǒng)的設(shè)計和測試循環(huán)。劉說:&ldquo;我們的想法是，我們可以讓許多這樣的飛行器同時在天空中飛行，地面系統(tǒng)可以指向其中一個，并獲得關(guān)于其性能的近乎實時的反饋。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>AMS的重量在12公斤以下，尺寸為6U (23 x 11 x 36厘米)。巴士由藍(lán)峽谷科技公司設(shè)計，推進(jìn)器由en推公司設(shè)計。</p> <p>&nbsp;</p> <p>萊格說，對林肯實驗室來說，AMS項目是一個展示其在空間領(lǐng)域快速靈活開展工作的能力的機(jī)會?？焖侔l(fā)展新太空技術(shù)的一些主要障礙是時間長、成本高以及與傳統(tǒng)太空計劃相關(guān)的極低風(fēng)險承受能力。萊格說:&ldquo;我們想證明，我們真的可以在軌道上以可承受的成本對空間硬件和軟件進(jìn)行快速原型設(shè)計和測試。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>AMS項目經(jīng)理丹&middot;考辛斯(Dan Cousins)說:&ldquo;AMS顯示了與快速太空商業(yè)伙伴合作，為航天器核心總線技術(shù)以及發(fā)射和地面部分操作提供的價值和快速入軌時間，同時允許實驗室專注于創(chuàng)新任務(wù)概念、先進(jìn)組件和有效載荷、算法和處理軟件。&rdquo;&ldquo;AMS團(tuán)隊感謝實驗室技術(shù)辦公室的支持，使我們能夠展示快速空間項目的有效運行模式。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>AMS于6月1日拍攝了第一張圖像，7月完成了推進(jìn)器調(diào)試，并開始向目標(biāo)VLEO位置下降。</p> <p>&nbsp;</p> <p>編者注:本文已更新，以澄清，敏捷MicroSat重12公斤，是一顆微衛(wèi)星，而不是納米衛(wèi)星，納米衛(wèi)星的重量為10公斤或更少。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀點。</p> </blockquote>