提升太空作战响应能力!美太空部队将在即将执行的任务中测试模块化卫星技术。

文摘   2024-12-15 00:00   辽宁  

工程师在弹弓1号(Slingshot 1)上组装有效载荷,这是使用模块化和自主技术的实验。 

一、背景介绍
在当今复杂多变的太空环境下,美国太空部队(Space Force)为了应对现代威胁,不断寻求技术创新和作战方式的变革。战术响应太空(Tactically Responsive Space,TacRS)计划旨在缩短将有效载荷(如监视传感器)发射到轨道的时间,验证相关技术和战术。在这一计划框架下,即将执行的任务将对由美国航空航天公司(The Aerospace Corporation)开发的模块化卫星技术进行测试。 
二、Handle接口技术:模块化卫星的核心 
1.技术原理
Handle是一种标准化的电气接口,它被设计用于将卫星有效载荷无缝集成到标准化的模块化架构中。这种设计理念极大地简化了有效载荷在卫星平台上的集成过程。就好比我们日常生活中的“即插即用”设备,Handle接口使得卫星各部分的组装变得更加便捷、高效。
模块化卫星技术允许卫星的各个部分像乐高积木一样轻松组装和替换。这种技术的核心优势在于其灵活性和可扩展性,能够有效降低卫星研制和发射成本,提高对紧急任务的响应速度,并延长卫星寿命。模块化卫星的设计思想基于“化繁为简、聚零为整”的原则,将庞大系统分解为复杂程度较低的子系统进行设计、生产,再将各子系统集成为完整系统。这种分层规划策略不仅降低了重构规划问题的不确定性和复杂程度,而且通过Kuhn-Munkres算法实现上层规划的重构规划算法,特别适合在轨自重构的重构规划问题求解。
2.技术验证历程
该技术在2022年7月美国航空航天公司的Slingshot 1任务中已经得到了初步演示。而此次太空部队的太空探索办公室(Space Safari office)计划将其纳入到即将到来的Victus Salo任务中,进一步对其进行验证和应用。
在Slingshot 1项目中,工程师们利用模块化卫星的灵活性,通过构建最小生成树(MST)来直观地估计世系结构。这种方法允许在完全无监督或半监督的方式下执行分析,从而提高了任务的适应性和效率。
 三、测试目的:提升卫星开发的灵活性和速度
1.应对传统卫星开发的困境
传统卫星开发的时间表往往过于漫长,难以满足现代太空作战的快速响应需求。太空部队认识到,在面对潜在的反卫星武器或其他对美国航天器构成威胁的物体时,需要能够迅速发射监视卫星进行检查。因此,加快卫星开发速度成为了太空部队亟待解决的问题。
2. Handle接口的优势
Handle接口为解决这一问题提供了一种可能的途径。它作为一种“即插即用”的卫星接口解决方案,可以实现更快的卫星组装和发射准备。通过提供标准化的平台,它能够支持各种不同的有效载荷,无论是商业开发的还是军事专用的,都无需进行大量的定制化工作。这不仅提高了卫星开发的效率,还降低了成本,为太空部队在未来的太空作战中提供了更大的灵活性。 
四、Victus Salo任务:模块化卫星技术的试验场
1.任务概述
Victus Salo任务计划于2026年秋季发射,它是战术响应太空计划下的多个任务之一。该任务旨在展示太空部队的快速响应发射能力以及增强太空领域感知能力。它将被部署到低地球轨道(LEO),并搭载由麻省理工学院林肯实验室开发的政府提供的有效载荷。
2.任务意义
Col. Bryon McClain将Victus Salo描述为将模块化架构集成到响应式太空任务中的“初始学习阶段”。这意味着通过该任务,太空部队将探索如何更好地整合模块化技术,包括如何实现数据交换以及确定哪些技术应用是合理的。它为未来进一步完善和推广模块化卫星技术奠定了基础。
 五、发射服务与轨道机动飞行器的支持
为了确保Victus Salo任务以及另一个将发射商业开发有效载荷的Victus Surgo任务能够顺利进行,太空探索办公室与Impulse Space签订了一份价值3450万美元的合同。Impulse Space将为这两个任务提供发射服务和轨道机动飞行器。这些飞行器将提供所需的推进力和机动性,以便根据事件迅速定位卫星,确保卫星能够在需要的时间和位置发挥作用。
这种模块化卫星技术的应用,不仅将改变军事太空任务的面貌,也可能为商业太空探索和科学研究带来革命性的变化。通过这种技术,太空部队能够快速响应各种太空任务,无论是军事侦察、通信支持还是科学研究。美国太空部队对模块化卫星技术的测试是其在太空作战领域的一次重要探索。通过Handle接口技术的应用以及Victus Salo等任务的实施,太空部队有望在未来实现更快速、灵活的卫星开发和部署,从而提升其在太空领域的作战能力和战略优势。
 

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