<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的主要任務是在混亂的極低地球軌道(VLEO)環(huán)境中測試自動機動能力，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測的阻力，需要頻繁的機動來保持位置。使用商用現(xiàn)成的電子離子推進系統(tǒng)和定制算法，AMS正在測試它在六個月的初始任務期間執(zhí)行自動導航和控制的能力。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;AMS集成了電力推進、自主導航和制導控制算法，將大量推進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)和概念組的負責人安德魯&middot;斯蒂馬克(Andrew Stimac)說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Stimac將AMS視為小型衛(wèi)星自主領域的一種探路者任務。自主對于支持工業(yè)和科學領域越來越多的小型衛(wèi)星發(fā)射至關重要，因為它可以降低維護它們所需的成本和人力，實現(xiàn)需要快速和即興反應的任務，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使用電力推進推進器，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。該飛行軟件被稱為&ldquo;總線承載機載軟件套件&rdquo;，旨在自主操作推進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，該軟件將利用機載GPS接收器的測量數(shù)據(jù)作為反饋，自動安排推進器燃燒以實現(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上，但它與關鍵的健康和安全航空電子設備軟件是分開的?；旧希憧梢园阉醋魇呛教炱魃系囊粋€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，稱為攝像機和信標。當AMS處于不同的近地軌道位置時，相機的任務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前事件做出反應的能力。&rdquo;幫助準備相機有效載荷的麗貝卡&middot;基南(Rebecca Keenan)說。&ldquo;我們可以聽到發(fā)生了什么事，比如火災或洪水，然后迅速做出反應，操縱衛(wèi)星對其進行成像。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>基南和AMS團隊的其他成員正在與實驗室的災難衛(wèi)星項目合作，該項目旨在改善衛(wèi)星圖像處理管道，以幫助救援機構更快地對災害做出反應。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，這可能是災害響應工作的一大財富。</p> <p>&nbsp;</p> <p>另一顆有效載荷&ldquo;信標&rdquo;(Beacon)正在測試跟蹤快速移動目標的新型自適應光學能力，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，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光學目的而發(fā)射的在軌人工引導星。&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)域的大量科學任務。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>該團隊在嚴格的預算和時間表下開發(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)。巴士由藍峽谷科技公司設計，推進器由en推公司設計。</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域快速靈活開展工作的能力的機會?？焖侔l(fā)展新太空技術的一些主要障礙是時間長、成本高以及與傳統(tǒng)太空計劃相關的極低風險承受能力。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行快速原型設計和測試。&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)新任務概念、先進組件和有效載荷、算法和處理軟件。&rdquo;&ldquo;AMS團隊感謝實驗室技術辦公室的支持，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月完成了推進器調試，并開始向目標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，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>