第一颗开源卫星 UPSat 是如何制造的?

达尔文
 达尔文
发布于 2018年02月14日
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2017 年发射升空的立方体卫星 UPSat 是第一颗发射到轨道上的开源卫星,卫星使用开源软件和开源硬件,由希腊 Patras 大学和 Libre Space Foundation 基金会合作打造。基金会的运营总监 Pierros Papadeas 在欧洲自由开源软件会议 FOSDEM 上谈论了 UPSat 项目(FAQ)。

Papadeas 称过去十年开源软件硬件模式已经在多个行业证明它是一种可持续的且可行的方法,他们这次尝试证明开源方法同样适用于太空行业。

UPSat 是一颗 2U 的微型方块卫星(20×10×10cm,外太空部署微型卫星的单位跟电脑主机类似),任务是电离层电浆密度的科学研究,它的尺寸不大,就像一台小电脑主机,设计上,所有的软硬件完全排除了商用元件,全部以开源的软硬件从头开始打造起。

当然这个卫星的源代码真的是开放的,全部放在自由太空基金会的 上,授权有 CERN OHLv1.2 与 GPLv3等。结构上,这卫星小归小,不过麻雀虽小五脏俱全。它由六大子系统组成:

  • EPS:Electrical Power Subsystem ,供电子系统的缩写,负责把太阳能模组转化的电力,供电到各系统,或者太阳能供电不足时,转用内部电池。

  • OBC:On Board Computer 的缩写,这是 UPSat 卫星的大脑, 它负责了于所有核心飞行功能,并执行所有子系统的主要决策和监控,STM32F4 微处理机是其心藏,其操作系统是 ( 开放源码的即时操作系统)。

  • COMMS:Communications Subsystem ,通讯子系统的缩写,顾名思义,这是负责通讯的,核心是 CC1120 通讯芯片。卫星上所有系统内与发送到地面站的的资讯封包都使用 ECSS-CCSDS(定义在 里 )。

  • IAC:Image Acquisition Component ,影像取得模组的缩写,这是一个嵌入式 Linux 机板──DART4460 ,运作一个客制化 OpenWRT 系统,相机是一个 USB Ximea MU9PM-MH。

  • SU:Science Unit ,科学元件的缩写,在卫星的最顶端,透过 4 根探针分别收集电流,即时测量出电浆密度,测量电流范围从 1nA 至 2μA。

  • ADCS:Attitude Determination and Control Subsystem,姿态稳定与控制系统,基于磁力计的 3 轴主动系统,以安装在卫星四面太阳能电池板背面的矩形磁性线圈(x4)产生控制力矩。磁性线圈之所以安装在太阳能板背面,是因为可以透过太阳能板计算出阳光角度,来旋转调整卫星,此外还有 GPS 可以修正 SGP4 数值,与精准的时间更新。

内容整理自 Solidot 和 Technews科技新报

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开源中国-首席村长
开源中国-首席村长
有了开源软件和开源硬件,但是没有开源火箭都是扯淡!
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