歐洲可重復使用航天器計劃迎新成員，再入熱力學數(shù)據(jù)成攻關核心

一家蘇格蘭航天電子初創(chuàng)公司將為歐洲的 PHOENIX 任務提供數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，幫助工程師分析可重復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)對可重復使用航天器研發(fā)至關重要？

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內(nèi)容

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

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 任務提供機載數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

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

該協(xié)議不僅僅是一份技術合同。Aurora公司成立于2023年，正利用此次任務進軍新興的可重復使用航天器和軌道物流基礎設施市場。隨著近地軌道（LEO）商業(yè)活動的擴展，預計該領域?qū)⒖焖僭鲩L。

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

PHOENIX 可重復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，自主運行較長時間，然后安全地將貨物返回地球。

該航天器旨在支持各種任務，包括微重力制造、科學研究和軌道后勤作業(yè)。

與依賴國際空間站等載人平臺的系統(tǒng)不同，PHOENIX 的設計使其能夠獨立于空間站基礎設施運行。

計劃于 2026 年執(zhí)行的 PHOENIX 2.1 任務預計將在軌道上停留數(shù)周，然后在受控再入條件下返回地球。

在該任務期間，Aurora 的航空電子硬件將監(jiān)測航天器的內(nèi)部環(huán)境和結構行為，收集工程數(shù)據(jù)，以幫助驗證設計并支持航天器的進一步開發(fā)。

這些系統(tǒng)將測量航天器結構的溫度、壓力和機械應變等參數(shù)。

為什么再入數(shù)據(jù)對可重復使用航天器研發(fā)至關重要

對于可重復使用的航天器而言，飛行過程中收集的數(shù)據(jù)往往與任務本身一樣有價值。
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所受到的強烈加熱和空氣動力應力下的性能，對于改進未來的設計至關重要。
極光號的數(shù)據(jù)采集單元將在任務的所有階段保持活躍，包括技術要求最高的階段—大氣層再入階段。

這就是為什么我國發(fā)射載人航天之前要進行四次無人實驗。

這一階段會給航天器部件帶來一些最極端的條件。溫度急劇上升，振動顯著增強，航天器結構在從軌道速度減速的過程中承受巨大的應力。

在這些條件下收集準確數(shù)據(jù)需要電子設備能夠在輻射暴露、熱波動和機械負載下可靠運行。

Aurora 的架構最初是為運載火箭控制系統(tǒng)開發(fā)的，但該公司不得不對其進行改造，以適應更長時間的軌道任務。

該公司的系統(tǒng)設計使得可以根據(jù)任務需求，將各個組件替換為更具彈性的變體。

公司業(yè)務范圍從運載火箭擴展到軌道航天器

對于 Aurora Avionics 而言，與 PHOENIX 的合作也代表著其自身業(yè)務發(fā)展軌跡的轉(zhuǎn)變。

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

航空電子設備，即控制和監(jiān)測航天器的電子設備，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備，這些設備可以堆疊或配置以適應不同的任務。

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

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)時間并降低成本。

模塊化航天電子設備或?qū)⑺茉炜芍貜褪褂煤教煜到y(tǒng)的未來。

Aurora 的首批客戶來自運載火箭領域，該領域的航天電子設備必須在上升過程中協(xié)調(diào)推進系統(tǒng)、制導和飛行控制。

進軍軌道航天器市場會帶來額外的挑戰(zhàn)。

在軌系統(tǒng)必須運行更長時間，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 任務對于該公司而言意義重大，因為它正向更廣泛的太空物流和衛(wèi)星系統(tǒng)市場拓展。

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