美国国家航空航天局（NASA）测试可扩展卫星技术以更快发射传感器

雅典娜 EPIC 卫星完全集成后，在 NovaWurks 的洁净室中进行性能测试，为传感器发射做准备。在仪器顶部附近可以看到光学模块有效载荷元件以及单个小型望远镜。图片来源：NovaWurks

美国国家航空航天局（NASA）的 “雅典娜经济有效载荷集成成本” 任务（简称雅典娜 EPIC）是一项创新、可扩展航天器设计的测试发射，旨在为未来的任务提供支持。这种小型卫星平台经过专门设计，可通过管理常规功能在星上有效载荷之间共享资源，这样各个有效载荷就无需自行处理这些功能。

这项技术降低了纳税人的成本，也让发射流程更加快捷。

“加快探索速度是 NASA 的基础所在。我们通过行业合作伙伴利用联邦机构间创新太空技术的能力，这就是未来的发展方向，” 美国国家航空航天局总部空间技术任务理事会副局长克莱顿・特纳表示。

“雅典娜 EPIC 是政府发挥最佳作用的宝贵示范 —— 利用现有硬件，配置以适配新技术，为人类服务，推动知识进步。”

美国国家海洋和大气管理局（NOAA）以及美国太空部队是此次演示任务的政府合作伙伴。雅典娜 EPIC 的行业合作伙伴 NovaWurks 提供了这款航天器，它采用了由超集成小卫星（HISat）组装而成的小型卫星平台。

HISat 仪器本质上类似于儿童的联锁积木玩具。它们被设计成可组装成更大的结构，即 “传感器飞行器”（SensorCraft）。这些 “传感器飞行器” 能够与多个有效载荷共享资源，并能调整成不同的尺寸和形状以适配这些有效载荷。

这种易于配置的积木式架构为有效载荷的设计和构想提供了极大的灵活性，最终让有效载荷提供商能更便捷、低成本地进入太空，并提高在多个轨道间的机动能力。

完全组装并测试完毕的雅典娜 EPIC 卫星包含 8 个 HISat，它们被安装在 SpaceX 提供的发射基座模型上，该基座将在发射期间承载雅典娜。图片来源：NovaWurks

美国国家航空航天局位于弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心的科学家们设计并制造了雅典娜传感器有效载荷，它由一个光学模块、一个校准模块和一个新开发的传感器电子组件组成。雅典娜 EPIC 的传感器是利用 NASA 的 CERES（云与地球辐射能量系统）任务的备件制造而成的。多代 CERES 卫星和空间站仪器一直在追踪地球的辐射收支情况。

“雅典娜没有搭载自己的处理器，我们而是使用 HISat 上的处理器来控制诸如加热器之类的设备，并执行一些通常由我们有效载荷上的处理器完成的控制功能，” 来自 NASA 兰利研究中心的雅典娜 EPIC 首席研究员科里・普里斯特利说。

“因此，这是将仪器和卫星平台融合成我们所说的‘传感器飞行器’。这是一种更集成化的方法。我们的核心仪器不需要内置那么多功能，因为卫星宿主会为我们提供这些功能。这样我们获得了更高的冗余度，也简化了我们的有效载荷。”

这是 NASA 牵头的首个 HISat 任务。传统卫星，比如搭载 CERES 仪器的卫星，体积庞大，有时和校车一样大，并且搭载多个仪器。它们往往是定制单元，配备有自己所有的硬件和软件来管理控制、推进、相机、旋转台、处理器、电池等，有时甚至每样东西都需要配备两个，以防止系统出现故障。所有这些因素，再加上需要更大的运载火箭，大大增加了成本。

这种将仪器送入太空的变革性方法可以将每次任务的成本从数十亿美元降至数百万美元。“现在我们谈论的是小得多的东西 —— 迷你冰箱大小的‘传感器飞行器’，” 普里斯特利说。“如果在轨道上确实出现故障，更换它们的成本会低得多。对于地球观测而言，这是一种截然不同的前进方式。”

雅典娜 EPIC 计划于 7 月 22 日作为搭载载荷，由 SpaceX 的猎鹰 9 号火箭从加利福尼亚州范登堡太空军基地发射。此次发射中，NASA 的主要有效载荷将是 TRACERS（串联重联与 cusps 电动力学侦察卫星）任务。TRACERS 任务由爱荷华大学牵头，隶属于 NASA 科学任务理事会的日球物理学部门。

“兰利研究中心长期以来在为在轨卫星开发遥感仪器方面一直处于领先地位。随着卫星变得越来越小，需要一条非传统、更高效的发射路径，以降低复杂性，同时提高国家在探索、科学和技术测量方面的价值，” 特纳补充道。

提供者：美国国家航空航天局

若本文收录的图片文字侵犯了您的权益，请邮件联系我们，我们将在24小时内予以删除。