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美利坚同盟军《航天批评》作品深入分析 机器人

2019-10-13 20:08

[本站2016年1月15日综合报道] 国际空间站正在开展“细胞星初始任务验证及经验”试验,利用美国NovaWurks公司研发的“高度集成的细胞星”模块,测试整星在轨组装并部署技术。 2015年12月9日,国际空间站的机械臂捕获轨道ATK公司的“天鹅座”飞船,然后将同时到达的SIMPL组件转移到国际空间站上。NovaWurks创始人兼首席技术专家Talbot Jaeger说,“SIMPL包括8个基本组件、6个HISat和两个太阳能电池阵列。整星将在国际空间站上装配,然后作为完全可运行的新建航天器在轨部署。它将开辟航天工业的另一个第一次。” HISat是一种模块化、高度集成的卫星,旨在以纳星规模提供完整的卫星功能,由NovaWurks公司联合NanoRacks MicroSat公司共同研发。SIMPL任务将演示验证satlets技术。这是首次对基于细胞体系结构的卫星进行飞行试验,卫星或聚合体细胞包由相同的建造模块satlets装配而成。 SIMPL还携带了光电成像设备,另一个有效载荷是美国海军学院实验室的QIKcom-1业余卫星通信有效载荷,包括一个APRS无线电通信转发器。 SIMPL试验标志着NovaWurks首次将其代表性技术HISat送入太空,该技术有望从根本上改变人类接触太空的方式。 (中国航天系统科学与工程研究院 许红英)

一、美国

三、传统太空项目与作战及时响应型太空

原标题:美国《航天评论》文章分析 机器人空间站可推动商业航天探索的发展

GPS

重大项目进展情况

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•波音与洛•马公司竞标GPS III卫星一阶段合同。8月消息,该合同将在年底前授出,波音公司已于8月27日提交GPS III建议案。美国空军计划授出的合同涉及首批8颗Block A GPS III卫星,以及4颗卫星的选择权。

1.感知卫星

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•美国完成GPS地面段的现代化建设。8月消息,美国空军完成GPS地面段向新的“结构演进计划”过渡的最后准备工作。新的地面站将使整个GPS卫星实现完全可用,站点将增加到14个。美国空军于9月14日完成了这次地面段转换工作,意味着美国空军成功将GPS地面控制系统从老旧主机系统上转移到现代化的基于服务器的体系结构上,GPS地面控制现代化取得成功。

·“宽域天基图像收集器”计划被取消

编者按

•美国首颗GPS IIF卫星飞行硬件组装与集成完毕。9月报道,波音公司已经将所有飞行硬件组装并集成到首颗GPS IIF卫星上。依据协议,波音公司将建造12颗GPS IIF卫星,这些卫星将为GPS星座带来新能力,如完整星载加密军事代码,新民用信号,增强的交联能力,增大的信号功率和更长的设计寿命。每颗GPS IIF卫星都将接受声学压力试验,机械试验,可展开机械装置的试验以及热真空试验。

2008年10月消息,美国国会在国防拨款法案中取消了对BASIC计划的投资。2007年晚些时候,美国启动BASIC计划,将研发两颗能够提供中高分辨率图像的卫星。该计划是“未来成像体系结构”之后的第二个同类大型星座计划,最初预计首次发射时间为2011年。FIA与BASIC都是美国国家侦察办公室实施的大型侦察卫星计划。FIA旨在提供一种具有成本效益、最有价值的成像体系结构,由多种能力的成像卫星构成,不过2005年该计划因超支而重新规划,对美国情报界影响重大。

国际空间站(ISS)作为人类太空探索的轨道前哨基地,是诸多太空飞行器运送载荷及航天员的往返节点,具有高度适应性和动态配置,是一个多任务、多用途的实体,可提供电力支持、轨道维护、姿态控制、空间环境保护、通信及其他服务。空间站的系统要求和运行限制旨在维护人类生命和安全,但事实证明,无人操作的机器人空间站(RSS)也具有巨大的实用性。RSS可作为ISS使用寿命结束后的替补,继续为ISS目前进行的许多有价值的服务和实验提供支持,为科学和工程应用开发新能力,节省实验和仪器载荷寄宿在空间站所需的资金,证实人类未来行星探测所需的技术,并为私营部门参与者提供创收应用。

•美国政府宣布GPS III型卫星不会降低精度。美国政府白宫网站9月18日发表声明,同意国防部提议的终止采购可用性选择能力的GPS卫星。这种使GPS信号降低精度的SA能力,在GPS III 型卫星上将不复存在。GPS III卫星被美国空军称为第五代GPS卫星。这种卫星计划要发射32颗,其中,GPS IIIA 8颗、GPS IIIB 8颗、GPS IIIC 16颗。

·导弹预警卫星DSP-23在轨失灵及相关系统

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转型卫星通信系统

“国防支援计划”卫星及其后继星“天基红外系统”卫星主要任务是对敌方的导弹攻击进行预警。2008年9月,DSP-23间谍卫星不再对外发射无线电信号,随后美军宣布该星失灵,在轨时间未超过一年。自从1970年后,美国总共发射了23颗导弹预警卫星,目前有6~10颗DSP卫星在岗。“天基红外系统”包括两个高椭圆轨道有效载荷和4颗地球同步轨道卫星。2008年,第一个高椭圆轨道有效载荷及地面系统通过美国战略司令部的运行鉴定; HEO-2完成在轨校验;首颗地球同步轨道卫星通过了声学试验,预计2009年底发射;GEO-2预计2010~2011年发射。此外,与SBIRS共同组成多层弹道导弹防御系统传感器部分的“空间跟踪与监视系统”在2008年已经成功完成了两颗演示卫星的声学试验。

一、太空机器人服务项目

•TSAT团队验证技术成熟度。7月报道,洛克希德•马丁公司和诺斯罗普•格鲁门公司转型卫星通信太空段团队近期进行的试验,验证了为风险降低和系统定义阶段研发的激光通信技术已达到技术就绪水平6级的目标。波音公司领导的转型卫星团队(TEAM TSAT)也于8月演示了转型卫星通信系统太空段硬件及软件能够在仿真运行环境中发挥作用,并验证了有效载荷、天线、信息安全与网关技术已达到技术就绪6级水平。

“国防气象卫星”F18推迟发射

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•波音、洛•马/诺•格团队提交“转型卫星通信系统”太空段建议案。美国波音公司与洛•马/诺•格团队于7月30日提交了“转型卫星通信系统”太空段建议案。五角大楼的TSAT将成为其未来通信网络中的关键组成部分,5颗卫星阵列将利用太空中的激光链路形成更高带宽,取代现有的卫星通信系统。

“国防气象卫星计划”星座用于提供战略、战术气象预报,协助美军在陆、海、空域执行作战任务。DMSP F16已经在轨运行5年,还在继续为作战人员提供关键的天气数据,因此空军决定推迟发射F18 DMSP卫星,该星原计划于2008年11月发射,替换F16。1994年美国政府决定将DMSP计划和诺阿民用卫星计划合并,合并后定名为“国家极轨业务环境卫星系统”。NPOESS-1卫星计划于2009年发射。

①已在地球轨道成功运行的机器人系统包括:

其他研发

2.通信卫星

新一代空间站遥控机械臂系统(“加拿大太空机械臂-2”)、日本工程试验卫星(ETS-VII)、DARPA的“轨道快车”演示任务,德国航空航天中心(DLR)的 “罗克韦斯”(ROKVISS)机器人实验以及日本的“实验舱机械手系统”(JEMRMS)。

•“轨道快车”停止运行。7月初有消息称,“轨道快车”有望继续执行其他试验任务,美国国防部正在考虑可增加到该任务的其他试验,但最终仍在7月21日停止运行。停运之前,“轨道快车”还进行了一次寿命终止机动,试验了ASTRO相对导航传感器在远距离范围的灵敏度。停运后,卫星的电气系统进入安全模式,并卸空卫星剩余的肼推进剂。3月8日~7月2日期间,“轨道快车”开展了一系列试验,满足或超过了所有的试验目标,成为世界上首个具有自主在轨服务功能的航天器。试验内容包括:电池和燃料输送、计算机替换、航天器分离成多种距离、远场和近场的交会、邻近运行、靠近、捕获和配对。此次试验展示了通过燃料补给和零件替换为卫星用户提供延长航天器寿命,以及利用机器人进行太空操作的能力。

·“宽带全球卫星通信”系统在轨运行

②“地球同步轨道卫星机器人服务”(RSGS)

•“机遇”号火星漫游者渡过险情。7~8月期间,火星上尘暴遮天蔽日,导致电池板供电越来越微弱,“机遇”号可能很快就会进入“低电自检”程序。但漫游者7月24日发回的信号显示着陆器供电情况有所好转,“机遇”号最终渡过难关。NASA的另一艘火星着陆器,“凤凰”号于8月15日完成了首次航线修正。9月,NASA宣布,“凤凰”火星着陆器已经通过了两个飞行校验。成功实现火星着陆至关重要的两个设备——着陆器雷达和超高频无线电,按照技术规范短暂通电并运行。截至9月1日,“凤凰”火星着陆器已经航行了约8046.5万千米,航速122306.8千米/小时。

2008年4月,美国战略司令部已经接受首颗宽带全球通信卫星WGS-1的指挥与控制权,拉开了从现有“国防卫星通信系统”向国防部最新卫星通信系统“宽带全球卫星通信”转换的序幕。WGS是支持美国政府转型通信结构首个投入运行的卫星通信系统。每颗WGS卫星传输信息的速率都可超过3G/秒,是美政府国防卫星通信系统通信能力的十多倍。首颗WGS卫星于2007年10月发射升空。此外,WGS-2将于2009年1月运往卡纳维拉尔空军基地,预计2月底或3月初由“宇宙神”-5火箭发射;WGS-3正在波音公司的卫星研发中心建造,预计于2009年夏季发射;第四至六颗卫星的建造工作也已开始,预计在2011年早期至2012年第三季度之间陆续发射。

DARPA和劳拉太空系统公司(SSL)联合开展的“地球同步轨道卫星机器人服务”(RSGS)将成为首个在地球轨道上运行的商业机器人系统,拟于2021年发射,旨在进一步成熟化人类深空探索所需的机器人技术。为与诸多客户卫星对接并为其提供服务,RSGS及其搭载卫星具有很长的使用寿命。

• 美国重新配置“军事星”星座以提高其全球覆盖能力。7月报道,美国空军和洛克希德•马丁公司的联合团队成功对由5颗卫星组成的“军事星”星座进行了在轨重新配置,使系统能力最大化,为美国及全球的盟军提供安全、可靠、稳定的通信。重新配置改变了卫星间的位置,最大化且改善了星座的地球覆盖能见度。任务项目总承包商洛•马太空系统公司和第四太空作战中队用时7个月完成该任务。

·“先进极高频”系统与“转型卫星通信”系统

RSGS将具备以下能力:

•“军事太空与卫星系统2007”会议将探讨百星联盟-ORS方案。“军事太空与卫星系统2007”会议于7月10日-12日在英国伦敦召开,会议的主要议题为:促进军事太空能力与用户需求的更新;探讨“百星”联盟-作战及时响应型太空方案,以及“战术星”试验最新进展;深入了解意大利COSMO-SkyMed、德国SAR-Lupe两个计划的当前能力和未来发展趋势;讨论并分析最近期的反卫星武器发展,以及减缓这些新兴威胁、保护太空资产的方法;商业运行如何为军事太空应用带来新机遇,各机构又将如何开拓。

2008年3月首颗先进极高频卫星完成了声学试验,年中,进行了热真空试验,发射日期则推迟到2011年。随着国会要求增加第四颗卫星的采购,美国空军的先进极高频项目总成本预计达到92.4亿美元。该系统将为作战人员提供全球化、高安全性、受保护且抗干扰的通信。转型卫星通信系统是21世纪网络中心战的核心,将革新军事通信。5月报道,转型卫星通信系统技术已成熟并准备进入开发阶段,即将进入下一研发阶段;10月消息,美国国防部已经决定将价值数十亿美元的系统卫星合同推迟到2010年签订。

自动对接用户航天器的发射适配器;

•NASA与加拿大航天局就韦伯望远镜签署未来合作协议。7月消息,美加签署协议,NASA负责任务的全面管理及运行,并建造航天器、望远镜及安放设备平台。加拿大提供优良的制导传感器设备。詹姆斯-韦伯太空望远镜被认为是哈勃太空望远镜的继任,预计2013年发射,设计运行寿命至少5年。

3.导航卫星

仔细检查客户特征;

•美国空军公布NRO卫星发射失败的原因。7月23日发布的信息认为,故障出现在普惠公司生产的RL10“半人马座”上面级发动机中的氢推进阀门上,它导致了两颗NRO卫星在7月15日的发射后进入错误轨道。另据报道,该系统的另一颗NRO L-21卫星于8月6日完全失灵。 这颗卫星于2006年12月14日发射,进入极轨后即与地面失去联系,故障原因仍然属于保密范围。五角大楼计划把L-21卫星上的新技术试验转移至其它卫星。

·全球定位系统GPS III完成集成基线评审

完成机械处理,如改正部署任务异常现象;

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