基于MBSE的衛星工程(5)

基于MBSE的衛星工程(5)

基于MBSE的衛星工程(5)的圖1

相關衍生概念辨析





基于MBSE的衛星工程(5)的圖2

01

小衛星

Small Satellite

在大多數情況下,納型小衛星往往被設計為一種標準的立方體衛星,立方體衛星的標準體積為一個基本單元,即1U,其體積為10cm×10cm×10cm。根據應用的需要,也可以擴展為1.5U、2U、3U、6U,甚至12U,等等。
基于MBSE的衛星工程(5)的圖3
洛克希德·馬丁公司空間態勢感知任務流程圖

洛克希德·馬丁公司也提出過空間態勢感知任務,采用多顆均勻分布的立方星組成一個小型可控星座,來探測地球中軌道和地球靜止軌道帶中的空間碎片。在該任務中,立方星星座被發射到地球同步軌道以上500km的高度。

基于MBSE的衛星工程(5)的圖4

空間自主納星集群飛行和地理定位任務

基于MBSE的衛星工程(5)的圖5
由以色列理工學院主導、并得到以色列航天工業公司支持的“空間自主納星集群飛行和地理定位任務”(Space Autonomous Mission for Swarming andGeo-Locating Nanosatellites——SAMSON),旨在演示多顆衛星的長期自主編隊飛行。該任務將使用3顆基于立方星標準平臺研發的3U立方星。每顆衛星上都將配備冷氣推進系統、原子鐘、星間通信系統以及可展開太陽能電池板。這3顆衛星將被發射到半長軸、偏心率、傾角相同的;軌道,并形成一個衛星集群,衛星間的相對距離從最近的100m到最遠的250km。其中1顆星將被指定為“領航者”,其他2顆星將作為“跟隨者”。“跟隨者”可根據“領航者”的運動狀態,對運行軌道進行修正,以滿足相對距離約束。另外,地面控制中心可下達指令從而實現衛星間的角色轉換。
基于MBSE的衛星工程(5)的圖6

利用納米衛星進行群集和地理定位的空間自主任務(SAMSON:Space Autonomous Mission for Swarming and Geolocation with Nanosatellites)

地球觀測應用的新趨勢是使用一套低成本、簡單和研制時間短的衛星。以12顆立方體衛星作為成像節點的群任務,此外還提出了集線式微衛星來完成對地觀測任務,稱為分塊成像衛星群(FIC:Fractionated Imaging Satellite Cluster)。該建議的最大問題在于成像節點衛星和一顆集線器衛星之間使用光通信鏈路來傳輸大量成像數據。
SAMSON將包括三顆基于立方體衛星標準建造的納米衛星。它們從近地軌道進行科學操作,以高空間和時間分辨率對磁場強度和磁場矢量進行高精度和高分辨率測量,以檢查磁場的變化。該任務有兩個主要目標:
  • 使用基于DSSL erc資助的FADER研究的算法,演示多顆衛星的長期自主集群飛行;
  • 根據到達時差(TDOA:time difference of arrival)和/或到達頻差(FDOA:frequency difference of arrival)確定輻射電磁地面源的位置。
額外的有效載荷可能包括一個微型脈沖等離子體推進器和一個新的太空處理器。每顆衛星是一個6U立方星。該任務計劃于2016年發射。這三顆衛星將以相同的半長軸、離心率和傾角一起發射,并在軌道上分離,形成一個相對距離從最近的兩顆100米到最遠的兩顆250公里的集群。一顆衛星將被指定為“領導者”,其他衛星將作為“追隨者”。跟蹤器將執行相對軌道元素修正以滿足相對距離約束。如果從地面指揮,這些衛星將有能力轉換角色。
每顆衛星配置為6U立方衛星。這三顆衛星以大致相同的半長軸、離心率和傾角一起發射,并在軌道上分離,形成一個相對距離從最近的兩顆1000米到最遠的兩顆250公里的集群。衛星將使用冷氣體推進系統執行自主相對軌道元素修正,以滿足相對距離限制。
基于MBSE的衛星工程(5)的圖7
Nano衛星的結構機械制圖
基于MBSE的衛星工程(5)的圖8

Nano衛星的產品實圖

基于MBSE的衛星工程(5)的圖9
以上三張圖的出處:https://asri.institute/space-missions/adelis-samson/


【參考文獻】
  1. 南京航空航天大學航天控制系教授 聞 新, 衛星集群系統的應用現狀與發展動態

  2. https://blogs.nasa.gov/smallsatellites/

  3. https://www.intechopen.com/chapters/72354

  4. https://aerospace.technion.ac.il/projects/space-autonomous-mission-for-swarming-and-geolocation-with-nanosatellites-samson/

  5. https://spaceflight101.com/swarm/swarm-mission-orbit-design/

  6. https://asri.institute/space-missions/adelis-samson/


文章來源MBSE知識庫與應用案例    

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP