CubeSat Networked Communications Experiment Block 1 - MDA Nanosat Testbed Initiative 的一部分 - 使用小型低成本衛(wèi)星來演示在軌時納米衛(wèi)星之間的網(wǎng)絡(luò)無線電通信。
美國導(dǎo)彈防御局(MDA)將進行為期 90 天的演示,任務(wù)延長至一年,以確保兩顆立方體衛(wèi)星能夠正確導(dǎo)航、接收和發(fā)送信號到無線電和網(wǎng)絡(luò)并按預(yù)期運行。
“這些衛(wèi)星將測試降低系統(tǒng)風險的關(guān)鍵技術(shù),例如高超音速和彈道跟蹤空間傳感器,”空間傳感器 MDA 主任 Walt Chai 說?!癈NCE Block 1 任務(wù)將證明使用減小的尺寸、重量和功率來支持導(dǎo)彈防御通信架構(gòu)的先進通信技術(shù)的可行性?!?/p>
MDA 正在開發(fā)高超音速和彈道跟蹤空間傳感器有效載荷。當最終部署在低地球軌道衛(wèi)星上時,它將檢測和跟蹤高超音速和彈道導(dǎo)彈威脅,并為導(dǎo)彈防御系統(tǒng)和作戰(zhàn)人員提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
“導(dǎo)彈防御架構(gòu)將需要攔截器、傳感器和指揮控制系統(tǒng)之間的通信,以便在敵方導(dǎo)彈到達目標之前快速識別、跟蹤和摧毀它們。立方體衛(wèi)星將使該機構(gòu)能夠快速且經(jīng)濟地展示這些能力,”Walt Chai 說。
CubeSat 任務(wù)具有靈活性,包括快速后續(xù)飛行,具有計劃中的增量技術(shù)改進,與使用更大、更傳統(tǒng)的衛(wèi)星相比,總體成本效率更高。
“使用立方體衛(wèi)星以低成本進入太空的能力對于未來導(dǎo)彈防御應(yīng)用的成熟技術(shù)至關(guān)重要,”MDA 創(chuàng)新、科學和技術(shù)局局長 Shari Feth 說?!皩τ?NTI 的努力,我們只需要一些小的東西就可以將技術(shù)實驗帶到太空,以便在相關(guān)環(huán)境中進行測試并收集準確的數(shù)據(jù)。CubeSats 是一個完美的平臺。”
立方體衛(wèi)星是被稱為納米衛(wèi)星的小型衛(wèi)星系統(tǒng)衛(wèi)星家族的一個子集。小型衛(wèi)星通常被認為是重量小于 300 公斤(660 磅)的任何衛(wèi)星。在小型衛(wèi)星系列中,立方體衛(wèi)星由形狀、尺寸和重量等標準化特征定義。
標準的 CubeSat“單位”被稱為 1U。1U CubeSat 是一個 10 厘米的立方體,質(zhì)量可達 1.33-1.5 kg。立方體衛(wèi)星的尺寸通常從 1U 到不超過 27U。
Feth 說,通過遵守非常具體的 CubeSat 標準,可以降低任務(wù)成本:包括與將 CubeSat 運輸?shù)教蘸筒渴鸬教障嚓P(guān)的成本。
大多數(shù)立方體衛(wèi)星是作為商業(yè)現(xiàn)貨產(chǎn)品生產(chǎn)的。這部分是由于 CubeSats 固有的標準化,使得大規(guī)模生產(chǎn)的組件和現(xiàn)成的部件對商業(yè)供應(yīng)商生產(chǎn)具有吸引力。
每顆衛(wèi)星的成本約為 130 萬美元,而傳統(tǒng)衛(wèi)星建設(shè)需要數(shù)億美元。根據(jù)快速創(chuàng)新基金合同,構(gòu)建了硬件,并集成了總線和有效載荷。
NTI MDA 項目負責人 Eric Cole 表示:“能夠利用商業(yè) CubeSat 技術(shù)的快速進步以及商業(yè)小型發(fā)射提供商不斷增長的基礎(chǔ),實現(xiàn)了前所未有的獨特測試能力。” “在相關(guān)空間環(huán)境中進行測試的能力使測試能夠達到更高的技術(shù)準備水平,從而使技術(shù)過渡到操作系統(tǒng)的路徑更加可行?!?/p>
根據(jù) MDA 技術(shù)成熟首席工程師 Jeff Keller 的說法,通過 NTI 使技術(shù)成熟的主要優(yōu)勢是能夠?qū)?fù)雜的挑戰(zhàn)進行分析?!斑@使我們能夠通過利用一系列分階段演示來有效平衡風險和成本。每個任務(wù)都利用從前一個任務(wù)中吸取的經(jīng)驗教訓,”他說。
總體結(jié)果是,CubeSats 的工程和開發(fā)成本低于高度定制化的小型衛(wèi)星。CubeSat 有效載荷也享有商業(yè) CubeSat 技術(shù)的成本優(yōu)勢,但它們往往更專門用于 CubeSat 用戶選擇的任務(wù)。
CubeSats 的商業(yè)應(yīng)用范圍從通信、遙感到環(huán)境應(yīng)用。Feth 說,對于 MDA 的 CNCE Block 1 實驗,正在展示的通信技術(shù)可能會有商業(yè)應(yīng)用。
“我們利用該部門的小型企業(yè)創(chuàng)新研究和快速創(chuàng)新資助計劃來選擇最前沿的 CubeSat 供應(yīng)商,”MDA 技術(shù)成熟部門主管 Yazmin Carroll 說。供應(yīng)商提供航天器和有效載荷以滿足 NTI 任務(wù)需求,以支持關(guān)鍵導(dǎo)彈防御技術(shù)的成熟?!?/p>
MDA 和行業(yè)共同努力,以獨特的方式定義和定制質(zhì)量、安全和任務(wù)保證方法,以平衡風險和技術(shù)開發(fā)成本。Keller 說,MDA 和行業(yè)還共同努力調(diào)整行業(yè)標準和最佳實踐,以改進 CubeSat 技術(shù)開發(fā)工作。
作為與美國國防部太空測試計劃有效載荷共享安排的一部分,立方體衛(wèi)星通過維珍軌道公司的子公司 VOX Space LLC LauncherOne 火箭進入太空。
參與 CNCE Block 1 CubeSat 開發(fā)和實驗的其他機構(gòu)包括:美國國防部領(lǐng)導(dǎo)的移動 CubeSat 指揮和控制或 MC3、地面站網(wǎng)絡(luò)、空間動力學實驗室(任務(wù)集成商)、太空微型公司(有效載荷)和 Blue Canyon Technologies(航天器總線)。