蜂巢卫星重新定义分解

蜂窝是新一代可分解、可重构卫星的概念。蜂巢由小型的、智能的、可大量生产的、多功能的单元组成,这些单元可以在必要时自行分离和重新配置,可以在太空中形成有弹性的卫星星座。
蜂巢

历史上,卫星有各种形状和大小。苏联1957年10月4日发射的第一颗人造卫星“人造卫星1号”直径只有23英寸。相比之下,1998年国际空间站发射时,它只有足球场那么大。如今,卫星最常见的用途是用于GPS导航、通信、摄影、科学测量和成像。一般来说,目前在太空中运行的大多数卫星都有特定的功能,尽管有些卫星能够执行多个任务。

卫星显然是我们最重要的空间资产之一,因为它们提供了重要的服务——不仅使我们的生活更轻松,而且还为我们的国防做出了贡献。然而,由于卫星对现代生活如此重要,有人担心,如果卫星的一部分或整个卫星本身由于故障或敌人的攻击而受损,这可能会对任务产生不利影响,可能会使任务变得无用。

分解与弹性卫星星座

为了创造有弹性的空间,航空航天公司的一个技术专家小组正在试验一种叫做蜂巢的创新概念,蜂巢是一个小型卫星单元群,它不仅可以在空间中形成结构并为各种任玩必威棋务重新配置自己,还可以在必要时进行分解。

与乐高积木的组装方式类似,Hive的构建单元是一个智能的、可批量生产的小型卫星单元,它可以与其他单元联锁,传输能量、数据和热量。每个单元也可以在一个“面”(它的一个侧面)上旋转,同时连接到其他单元,或者在必要时爬过其他单元或分离。它们还可以根据需要或自主地进行集合、停靠和重新配置。

“这项前瞻性的技术可以使各种各样的任务具有适应性、可升级性和较大的物理规模,”团队负责人说Henry Helvajian博士. 团队的最终目标是使单元标准化、可互换和高可靠性。正如赫尔瓦健所说,一个蜂箱单元“滚动,跳跃,并可以交换”

蜂巢卫星
蜂巢单元可以在太空中组装成不同的结构。(插图:约瑟夫·伊达尔戈)

可重构卫星的优势及其应用

与传统卫星相比,蜂箱的一个巨大优势是,蜂箱可以改变其配置来执行各种任务。例如,Hive可以被用作一个大型的,可重构的光学望远镜,然后通过简单的移动关键单元,它可以执行一个不同的功能。这种适应性对于需要、环境条件和技术可能随时间而改变的长期任务特别有价值。蜂箱的另一个优点是,当一个单元出现故障时,升级也会更容易,因为故障或旧的蜂箱单元可以单独替换。在太空威胁的情况下,比如接近碎片,蜂群可以分散,然后重新组合,或者在威胁过去后改变姿态。

因为蜂巢单元是模块化的,每个单元都能配备特定的功能或能力,所以它们可以在太空中聚合。因此,有可能建造原本可能太大而无法安装在一个运载火箭上的非常大的结构。赫尔瓦健说,通过观察蜂巢的灵活性,“蜂巢单元可以先飞到火星,在太空中,它们为某些功能服务,但一旦飞到地面,就可以变成一个支撑结构,例如一座建筑。”

航空航天研究太空中的积木

那么蜂巢到底有多真实?

蜂巢单位的变异
蜂巢单位的变体(插图:约瑟夫·伊达尔戈)

毫无疑问,蜂巢的概念激发了人们的想象力,各种有趣的可能性浮现在脑海中。Hive团队当然也在思考盒子之外的东西,以及立方体之外的东西。他们考虑将蜂箱单元制作成由嵌套圆环组成的圆形,而不是用典型的立方体——用于空间研究的立方体微型卫星。赫尔瓦吉安说:“为了找出最佳的形状因子,让我们能够有效地包装和组装蜂箱单元,我们从各种来源获得了灵感,包括弹簧玩具、折纸、分子化学,甚至宜家。”

尽管Hive的想法仍在进行中,Helvajian强调Hive是建立在坚实的工程基础上的,他说:“我不希望这成为‘视图工程’中的一个练习。“这背后有30多个主题专家,可行性研究建立在合理的工程基础上。”他已经组建了一个广泛的技术专家团队,来自广泛的科学领域,包括分布式软件,定时和网络,机制,以及热和姿态控制来调查Hive的可行性。他们正在考虑可部署结构的新方法,着眼于能够实现动态可配置的机械和热工界面,并系统地解决蜂群等突破性想法不可避免地带来的众多工程挑战。

当这个创意工程师团队继续调查和考虑不同的选择时,他们很兴奋地考虑最终可能发生的事情。赫尔瓦健说:“蜂巢只是随着太空建筑的发展而预期变化的先行者。”。虽然蜂巢的概念是雄心勃勃和远见卓识的,因为所有的创新,它需要远见和想象力,使幻想成为现实。

毕竟,不久以前,月球旅行被认为只是一个梦。