一家蘇格蘭航天電子初創(chuàng)公司將為歐洲的 PHOENIX 任務(wù)提供數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，幫助工程師分析可重復(fù)使用航天器在軌道飛行和大氣層再入過程中的性能。

為什么再入數(shù)據(jù)對(duì)可重復(fù)使用航天器研發(fā)至關(guān)重要？

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一家來自蘇格蘭的小型航空電子設(shè)備公司正悄然將自己定位為歐洲最受關(guān)注的太空物流計(jì)劃之一的成員。

位于愛丁堡的年輕航空航天電子公司 Aurora Avionics 將為歐洲再入物流公司 ATMOS Space Cargo 正在開發(fā)的 PHOENIX 2.1 任務(wù)提供機(jī)載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

該硬件將隨可重復(fù)使用的航天器于今年晚些時(shí)候發(fā)射升空，并在其往返軌道的整個(gè)旅程中收集關(guān)鍵的工程數(shù)據(jù)。

該協(xié)議不僅僅是一份技術(shù)合同。Aurora公司成立于2023年，正利用此次任務(wù)進(jìn)軍新興的可重復(fù)使用航天器和軌道物流基礎(chǔ)設(shè)施市場(chǎng)。隨著近地軌道（LEO）商業(yè)活動(dòng)的擴(kuò)展，預(yù)計(jì)該領(lǐng)域?qū)⒖焖僭鲩L(zhǎng)。

對(duì)于歐洲而言，該計(jì)劃還涉及一個(gè)更廣泛的戰(zhàn)略問題：隨著國(guó)際空間站 (ISS) 即將退役，如何建立從太空返回有效載荷的獨(dú)立能力。

PHOENIX 可重復(fù)使用航天器旨在從軌道返回貨物

ATMOS Space Cargo 的 PHOENIX 系列飛行器正在開發(fā)成為可重復(fù)使用的軌道轉(zhuǎn)移和返回飛行器，能夠?qū)⒂行лd荷送入軌道，自主運(yùn)行較長(zhǎng)時(shí)間，然后安全地將貨物返回地球。

該航天器旨在支持各種任務(wù)，包括微重力制造、科學(xué)研究和軌道后勤作業(yè)。

與依賴國(guó)際空間站等載人平臺(tái)的系統(tǒng)不同，PHOENIX 的設(shè)計(jì)使其能夠獨(dú)立于空間站基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行。

計(jì)劃于 2026 年執(zhí)行的 PHOENIX 2.1 任務(wù)預(yù)計(jì)將在軌道上停留數(shù)周，然后在受控再入條件下返回地球。

在該任務(wù)期間，Aurora 的航空電子硬件將監(jiān)測(cè)航天器的內(nèi)部環(huán)境和結(jié)構(gòu)行為，收集工程數(shù)據(jù)，以幫助驗(yàn)證設(shè)計(jì)并支持航天器的進(jìn)一步開發(fā)。

這些系統(tǒng)將測(cè)量航天器結(jié)構(gòu)的溫度、壓力和機(jī)械應(yīng)變等參數(shù)。

為什么再入數(shù)據(jù)對(duì)可重復(fù)使用航天器研發(fā)至關(guān)重要

對(duì)于可重復(fù)使用的航天器而言，飛行過程中收集的數(shù)據(jù)往往與任務(wù)本身一樣有價(jià)值。
了解飛行器在發(fā)射載荷下、暴露于太空真空中以及再入大氣層時(shí)所受到的強(qiáng)烈加熱和空氣動(dòng)力應(yīng)力下的性能，對(duì)于改進(jìn)未來的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。
極光號(hào)的數(shù)據(jù)采集單元將在任務(wù)的所有階段保持活躍，包括技術(shù)要求最高的階段—大氣層再入階段。

這就是為什么我國(guó)發(fā)射載人航天之前要進(jìn)行四次無人實(shí)驗(yàn)。

這一階段會(huì)給航天器部件帶來一些最極端的條件。溫度急劇上升，振動(dòng)顯著增強(qiáng)，航天器結(jié)構(gòu)在從軌道速度減速的過程中承受巨大的應(yīng)力。

在這些條件下收集準(zhǔn)確數(shù)據(jù)需要電子設(shè)備能夠在輻射暴露、熱波動(dòng)和機(jī)械負(fù)載下可靠運(yùn)行。

Aurora 的架構(gòu)最初是為運(yùn)載火箭控制系統(tǒng)開發(fā)的，但該公司不得不對(duì)其進(jìn)行改造，以適應(yīng)更長(zhǎng)時(shí)間的軌道任務(wù)。

該公司的系統(tǒng)設(shè)計(jì)使得可以根據(jù)任務(wù)需求，將各個(gè)組件替換為更具彈性的變體。

公司業(yè)務(wù)范圍從運(yùn)載火箭擴(kuò)展到軌道航天器

對(duì)于 Aurora Avionics 而言，與 PHOENIX 的合作也代表著其自身業(yè)務(wù)發(fā)展軌跡的轉(zhuǎn)變。

該公司成立的目的是為了解決商業(yè)航天領(lǐng)域日益普遍的一個(gè)問題，即為每艘新航天器設(shè)計(jì)定制航空電子系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本。

航空電子設(shè)備，即控制和監(jiān)測(cè)航天器的電子設(shè)備，通常被描述為航天器的“神經(jīng)系統(tǒng)”。它們收集傳感器數(shù)據(jù)、調(diào)節(jié)電源、維持穩(wěn)定性并處理與地面系統(tǒng)的通信。

Aurora 的方法側(cè)重于模塊化航空電子設(shè)備，這些設(shè)備可以堆疊或配置以適應(yīng)不同的任務(wù)。

史密斯-卡彭特表示，這一概念的建立基于這樣一個(gè)想法：許多航天公司寧愿專注于其獨(dú)特的技術(shù)，而不是反復(fù)開發(fā)定制的控制電子設(shè)備。

Aurora 希望通過提供模塊化系統(tǒng)而不是完全定制的硬件，來縮短新興航天器開發(fā)商的開發(fā)時(shí)間并降低成本。

模塊化航天電子設(shè)備或?qū)⑺茉炜芍貜?fù)使用航天系統(tǒng)的未來。

Aurora 的首批客戶來自運(yùn)載火箭領(lǐng)域，該領(lǐng)域的航天電子設(shè)備必須在上升過程中協(xié)調(diào)推進(jìn)系統(tǒng)、制導(dǎo)和飛行控制。

進(jìn)軍軌道航天器市場(chǎng)會(huì)帶來額外的挑戰(zhàn)。

在軌系統(tǒng)必須運(yùn)行更長(zhǎng)時(shí)間，并且必須承受比短暫發(fā)射階段輕微得多的輻射環(huán)境。

因此，PHOENIX 任務(wù)對(duì)于該公司而言意義重大，因?yàn)樗蚋鼜V泛的太空物流和衛(wèi)星系統(tǒng)市場(chǎng)拓展。

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