NASA的星城任务将一群卫星送入轨道
NASA正在将一个由四颗立方体卫星组成的团队送入地球轨道，看看他们是否能够在没有任务控制中心实时更新的情况下独立合作。虽然这种自主合作对人类来说听起来并不太难，但这个团队将是机器人——由小型卫星组成，以测试未来深空任务的关键技术。
影像来源：NASA’s Ames Research Center
今年7月，NASA将派遣一个由四个六单元（6U）大小的立方体卫星组成的团队进入绕地球轨道，看看他们是否能够在没有任务控制实时更新的情况下独自合作。虽然这种自主合作对人类来说听起来并不太困难，但这个团队将是机器人——由小型卫星组成，以测试未来深空任务的关键技术，在深空任务中，更复杂和自主的航天器将是必不可少的。
发射后，四颗立方体卫星将以两种不同的编队飞行，以测试几种技术，为未来大量卫星可以合作在深空进行科学研究铺平道路。这项名为星城（Starling）的任务将持续至少六个月，将航天器定位在距地球约355英里的上空，间隔约40英里。
“星城及其为大量小型航天器带来的自主指挥和控制能力，将增强NASA未来科学和探索任务的能力。”位于加州硅谷的NASA艾姆斯研究中心的NASA小型航天器技术项目的项目经理罗杰·亨特说。“这次任务代表着向前迈出了重要一步。”
星城将测试四种主要能力：自主机动，作为一个团队保持在一起，在航天器之间创建适应性通信网络，跟踪彼此的相对位置，并通过执行新活动来响应来自机载传感器的新信息。从本质上讲，星城希望创建一个小型卫星群，它们可以像一个自治社区一样运作，能够对环境做出反应，并以团队的形式完成任务。
NASA的星城任务为期6个月，将在近地轨道上使用一个由4颗立方体卫星组成的团队来测试让航天器在没有地面资源的情况下以同步方式运行的技术。这些技术将提高群机动计划和执行、通信网络、相对导航和航天器之间自主协调的能力。
影像来源：NASA/Conceptual Image Lab/Ross Walter
蜂群技术允许从太空中的多个点进行科学测量，建立能够在一个部分出现故障时进行自我修复的网络，并且拥有无需与地球保持联系以响应环境变化的航天器系统。一组航天器对团队内部的故障或故障也更有弹性，因为每个航天器对另一个航天器都是冗余。如果一个失败了，其他的可以补偿。
星城的第一次任务是测试四项技术。第一个是ROMEO（载重新配置和轨道维护实验），测试软件测试软件旨在自动规划和执行机动，无需操作员的任何直接输入。在星城任务中，它将允许卫星集群飞行，既规划轨道，又自行执行。
移动自组织网络（MANET）是由无线连接设备组成的通信系统，其中数据根据网络条件自动路由和重路由。地球上的一个例子是网状Wi-Fi，在网状Wi-Fi中，多个互联网路由器被放置在整个家庭中，允许移动设备自动连接到最强的信号。同样，星城航天器也有交联无线电，允许航天器之间在范围内进行通信，机载MANET软件可以确定通过卫星网络路由交通的最佳方式。星城将测试这个网络，显示该系统是否能够随着时间的推移在太空中自动创建和维护网络。
每颗立方体卫星都有自己的“恒星追踪器”传感器，其通常用于卫星在太空中跟踪自己的方向，就像水手在晚上利用星星导航一样。因为卫星之间的距离相对较近，除了恒星之外，这些传感器还会接收来自其他卫星群的光线，并使用专门的软件来跟踪其他卫星群。称为称为StarFOX（Starling Formation-Flying Optical Experiment，星城编队飞行光学实验），这种对常见航天器传感器的独特使用将允许恒星背景将卫星聚集在一起。
最后，分布式航天器自主（DSA）实验展示了一群航天器收集和分析机载科学数据并合作优化数据收集的能力。这些卫星将监测地球的电离层——高层大气的一部分——如果其中一颗卫星发现了什么有趣的东西，它将与其他卫星通信，观察相同的现象。卫星对观测的自主反应能力将增强NASA未来科学任务的科学数据收集能力。
在完成主要任务后，星城的下一阶段将与SpaceX的Starlink卫星合作，测试由不同组织运营的自主航天器之间的先进太空交通管理技术。通过相互分享未来的轨道意图，NASA和SpaceX将展示一种自动化系统，以确保两套卫星在近地轨道上相对接近时能够安全运行。
“星城1.5将是帮助理解太空交通管理道路规则的基础。”亨特说。
机器人将永远是探索的前沿，无论是载人还是无人。卫星和航天器在网络、自主和协调能力下运行的能力意味着NASA正在确保人类能够比以往任何时候都走得更远，做得更好。
NASA艾姆斯领导星城项目。NASA的小型航天器技术计划，总部设在NASA艾姆斯和NASA太空技术任务理事会（STMD），资助和管理星城任务。蓝峡谷技术公司设计并制造了飞船总线，并提供任务操作支持。美国火箭实验室公司提供发射和集成服务。支持星城有效载荷实验的合作伙伴包括位于加利福尼亚州斯坦福的斯坦福大学太空交会实验室、位于马里兰州劳雷尔的Emergent Space Technologies、位于得克萨斯州奥斯汀的CesiumAstro、位于佛罗里达州墨尔本的L3Harris Technologies，Inc .和NASA Ames，该项目由NASA STMD内的游戏改变发展项目提供资金支持。
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