Komercinis mažų palydovų naudojimas yra nauja kosminė lenktynė

Kosmosas nebėra išimtinė keleto vyriausybių, turinčių gerai finansuojamas kosmoso programas ir kelių milijonų dolerių palydovus, sritis. Komercinės bendrovės dabar gali kurti ir gauti pajamų iš mažų palydovų žemoje žemės orbitoje.

Duomenys, surinkti iš mažo nano palydovų (nanosaugos) ir kubo palydovų žemo lygio žvaigždynų, yra pritaikyti daugybei programų. Be to, kad jie naudojami ryšių tinkluose, jie siūlo aukštos skiriamosios gebos vaizdus ir žemėlapių sudarymo galimybes, kurios yra komercinės paskirties žemės naudojimo, gamtinių išteklių, poveikio aplinkai, miškotvarkos, žemės ūkio, miestų planavimo ir turto stebėjimo reikmėms stebėti. „BIS Research“ skaičiavimais, iki 2021 m. Pasaulinė nanosaugos rinka galėtų pasiekti 6,35 milijardo JAV dolerių.

„Nanosats.eu“ tinklalapio duomenimis, 45,5% visų nanosažų yra pastatyta verslo; Universitetų - 37,3 proc .; ir tik 10,9 proc. - kosminių agentūrų ar kariuomenės.

Didelis patikimumas ir didelis įperkamumas

Trumpesnis LEO palydovų gyvavimo ciklas ir nekritinė būsena kartu su poreikiu pateikti komercinę grąžą daro didelę įtaką dizainui, nes pagrindinis dėmesys keičiamas nuo ypač aukšto patikimumo iki prieinamo patikimumo.

Atsakydami į šį naują kainų spaudimą, inžinieriai turi rasti alternatyvius būdus, kaip sušvelninti dideles visiškai kosmose naudojamų komponentų naudojimo išlaidas.

Vienas iš būdų tai padaryti yra pakeisti Europos kosminių komponentų koordinavimo (ESCC) kvalifikuotų dalių sąrašą / Europos pageidaujamų dalių sąrašą pasyvius komponentus žemesnės klasės opcionais, tokiais kaip didelio patikimumo komerciniai standartiniai (COTS) pakaitalai; arba apsvarstykite AEC-Q200 standartą atitinkančias automobilių klasės dalis.

Įprastas būdas yra naudoti pigesnius pramoninio lygio pasyvus prie duonos lentos, prototipų ir projekto patvirtinimo projektavimo etapuose ir pereiti prie aukštesnio lygio komponentų skrydžio modeliui.

To pavyzdys yra polimerinis elektrolitinis kondensatorius. Jie gali pasiūlyti dizaineriams sumažinti komponentų skaičių ir reikalingą plokštės plotą, suteikiant didesnę bendrą talpą nei keraminiai kondensatoriai.

Tačiau paprastai padidėja bet kurio kondensatoriaus ar rezistoriaus variantų skaičius, nes padidėja patikimumas. Net patyrę dizaineriai gali pastebėti, kad aukštesnio lygio skrydžio modelio patikimumo lygio pasyviojo pasyviojo elemento vertė, įtampa ar korpuso dydis nėra prieinami.

Tai galima pastebėti naudojant Kemet polimerinius elektrolitinius kondensatorius, kur yra 250 pramoninio lygio variantų, kurių įtampa viršija 6,3 V; 165 didelio patikimumo COTS variantai; 30 automobilių klasės dalių ir 24 su visais AEC-Q200 kvalifikacijos bandymais. Europos pageidaujamų gaminių sąraše asortimentas sumažintas iki 11 prietaisų. Kiekvieno patikimumo lygio turimos maksimalios talpos vertės ir įtampos sumažėjimas parodytas 1 paveiksle.

1 paveikslas: Didžiausia talpa ir įtampa mažėja didėjant patikimumui

Galimas sprendimas ribotam kosminių pasyvų diapazonui yra naudoti papildomą gedimų analizę ir bandymus, kad padidintų COTS dalių patikimumą. Nors šie procesai kainuoja ir papildomai, ir tai gali būti perspektyvi alternatyva, kai reikalinga vertė ar įtampa viršija kosmoso lygio versijos diapazoną, o programa gali leisti naudoti alternatyvas.

Šie metodai gali būti naudojami kuriant daugiau sąnaudų reikalaujančius palydovus, tačiau yra ir kitų projektavimo tikslų. Norėdami sumažinti paleidimo sąnaudas, dizaineriai turi laikytis griežtų svorio apribojimų, tai reiškia, kad siekiama sumažinti komponentų skaičių nepakenkiant grandinės patikimumui ar našumui.

Naudojant aukštesnės specifikacijos komponentus, tokius kaip polimeriniai kondensatoriai, orbitoje gali padidėti našumas. Mažesnis ekvivalentiškas serijos pasipriešinimas leidžia pasiekti didesnį efektyvumą, taupant palydovo energijos sąnaudas, sumažinant nuostolius arba padidinant naudingą galią, siekiant padidinti ryšių ar apdorojimo našumą.

Didelio patikimumo daugialaidžių matricų (MCA) puslaidininkių, tokių kaip iš „TT Electronics“, naudojimas gali padėti sumažinti komponentų skaičių ir svorį bei padidinti patikimumą, nes sumažėja jungčių skaičius PCB ir pakuotės viduje. .
Jų keraminiai paketai integruoja sukonfigūruojamas salas, kurios leidžia sujungti daugybę štampų ir sujungti viela prie kitų pakuotės salų arba surišti trinkelėmis išoriniam sujungimui. Tuomet galima sukurti blokines grandines MCA pakete, kurias galima atskirai patikrinti pagal kosmoso agentūros bandymų srautus.

Paklausa ir talpa

Mažų palydovų paleidimų skaičius pasiekė kulminaciją 2017 m. (2 paveikslas). Šie padidėjimai darė papildomą spaudimą komponentų gamintojų, kuriems jau pastebimas paklausos padidėjimas automobilių ir gynybos sektoriuose, gamybos pajėgumams.

2 paveikslas: Nanosaugos skaičius pagal paskelbtus paleidimo metus

Vis daugiau įmonių tampa priklausomos nuo mažų palydovų žvaigždynų duomenų, o kosmoso pramonė pradeda ieškoti didesnio komercinio impulso. Tai, savo ruožtu, gali padaryti didesnį spaudimą komponentų gamintojams, kad būtų sureguliuotas balansas, suteiktas dideliems kiekiams, palyginti su didelio patikimumo komponentais.

Iki tol originalių įrenginių gamintojai, gaminantys mažus palydovus, turės glaudžiai bendradarbiauti su savo tiekėjais, kad stebėtų pristatymo laiko svyravimus ir rastų alternatyvų, jei prieinamumas neatitiks padidėjusios paklausos.

Rogeris Tallis yra aukšto atsparumo pasyvai, pusiau ir opto„Charcroft Electronics“ specialistas