我国成功发射爱因斯坦探针空间科学卫星

宇宙中还有没有我们完全不知道的新的天体类型?是不是每个星系的中心都像我们的银河系一样,存在一个超大质量黑洞?物质是如何落入黑洞并发出X光的?为了寻找答案,2024年1月9日15时03分,我国在西昌卫星发射中心采用长征二号丙运载火箭,将爱因斯坦探针(EP)卫星发射升空。卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

基于流式计算的空间科学卫星数据实时处理

针对空间科学卫星探测数据的实时处理要求越来越高的问题,提出一种基于流计算框架的空间科学卫星数据实时处理方法。首先,根据空间科学卫星数据处理特点对数据流进行抽象分析;然后,对各处理单元的输入输出数据结构进行重新定义;最后,基于流计算框架Storm设计数据流处理并行结构,以适应大规模数据并行处理和分布式计算的要求。对应用该方法开发的空间科学卫星数据处理系统进行测试分析,测试结果显示,在相同条件下数据处理时间比原有系统缩短了一半;数据局部性策略比轮询策略具有更高的吞吐率,数据元组吞吐率平均提高29%。可见采用流式计算框架能够大幅缩短数据处理延迟,提高空间科学卫星数据处理系统的实时性。

空间科学卫星工程项目进度及风险分析——基于蒙特卡洛模拟仿真

通过Crystal Ball软件对空间科学卫星工程项目进度进行蒙特卡洛模拟仿真模拟,预测工程项目完成的时间,并进行敏感度分析,识别出整个研制项目过程中的风险主要存在的阶段。研究表明,蒙特卡洛模拟仿真方法是一种适用于空间卫星工程项目进度管理以及风险识别分析的便捷方法;要注重加强对空间科学卫星工程项目立项论证阶段以及正样研制阶段的风险管理。此方法对空间科学卫星工程项目的进度以及风险管理具有一定的决策依据。

空间科学卫星数据快速处理方法

针对卫星获取的大规模数据进行快速数据处理一直是空间信息处理系统建设中的关键。面对空间科学卫星全天候观测、探测载荷类型多、处理算法多样带来的数据处理难题,现有基于CCSDS标准格式的数据分析方法,难以满足目前在轨的多颗空间科学卫星数据处理系统在正确性和时效性方面的要求。针对空间科学卫星探测数据处理特点,提出了一种空间科学数据快速处理方法,设计两层联合索引结构,将空间科学大数据处理问题转化为索引表和源包数据单元的处理问题,提高了数据处理效率;采用科学工作流技术设计了数据驱动和业务驱动协同的处理框架,支持多样化的空间科学卫星数据处理流程,各类载荷数据处理任务并行调度。实验结果表明,这种方法处理速度可扩展,内存使用较少,已应用于空间科学卫星地面系统中,取得了良好的效果。

面向天文观测的空间科学卫星任务规划方法研究

面向天文观测的空间科学卫星任务规划是一个复杂的多目标优化问题.通过对天文观测类卫星的任务规划要素及约束条件进行抽象,建立了面向天文观测的多目标任务规划问题模型,在此基础上设计了基于NSGA-II的多目标观测任务规划算法,并通过实例进行了实验及结果分析.研究表明,该方法能够有效解决天文观测类卫星不同规模的任务规划问题.

超静空间科学卫星分离式主动隔振技术

针对量子科学实验、时频传递实验等项目研发的先进载荷对微振动频谱积分的特殊指标需求,研究一种分离式主动隔振技术。分离式隔振技术将卫星划分为载荷模块和服务模块,考虑两模块之间柔性连接线缆和限位弹簧,首先建立两模块的动力学模型。随后,设计基于加速度反馈的六自由度隔振控制器,考虑执行机构控制和驱动电路的电气噪音,在时域和频域仿真分析载荷模块对服务模块的振动隔离性能。仿真结果表明,主动隔振后载荷模块三轴加速度功率谱密度在0.5~200 Hz内积分值小于2μg _(n)。最后,分析主动隔振控制器参数对载荷模块加速度功率谱积分指标的影响。分离式主动隔振可为我国超静科学卫星的振动隔离提供一种技术途径。

空间科学卫星数据处理框架研究与系统实现

基于我国空间科学战略发展需求,针对我国空间科学先导专项当前在役与未来即将开展的众多卫星任务,对卫星地面段的数据处理框架及关键技术进行研究,提出了一种通用的具有任务级与资源级双层调度引擎的空间科学卫星数据处理技术框架(space science satellite data processing framework,SDPF),设计实现了自动、高效、实时、标准化的空间科学卫星数据处理系统,使得多卫星任务、多载荷数据源的大规模数据的高度复杂的处理过程得以快速并行完成,在数据处理能力、计算资源规划、应对故障的可靠性、灵活性和可拓展性等方面体现出非常好的应用效果,也可为其他领域相关系统的设计提供参考思路。

空间科学卫星工程风险评估与管理方法

空间科学卫星工程具有前瞻探索性、实验创新性、学科交叉性特征,在项目工程实施过程中会面临更多风险。文章以量子科学实验卫星方案设计阶段风险为例进行实证分析,采用改进层次分析法(AHP)-模糊综合评价法对风险指标进行分类,建立风险评价模型。研究结果表明:改进AHP-模糊综合评价法是适合于空间科学卫星工程各阶段风险评价的方法;量子科学实验卫星方案设计阶段的风险评价结果为中等风险,其损失程度和人员伤害程度可以得到及时修复。

空间科学卫星工程质量管理方法探索与实践

质量是航天的生命,中国科学院空间科学战略性先导科技专项卫星工程面临着重大的机遇和挑战。本文介绍了空间科学卫星工程质量管理方法的探索与实践,致力于通过有效的质量管理,确保取得空间科学领域新突破,实现空间科学跨越式发展。

基于Flink的空间科学卫星数据实时处理方法

为满足地面数据处理系统高吞吐率、低延迟地处理空间科学卫星下行数据的需求,提出一种基于流式计算的空间科学卫星下行数据实时处理方法。方法借助消息中间件Kafka的分区实现数据分流,分流后的数据依次流入Flink集群中的并行单元实现并行处理。使用GECAM空间科学卫星下行数据进行仿真,结果表明,上述方法具有较高的吞吐率和较低的延迟,并且可以通过扩展服务器数量实现更高吞吐率和更低延迟,满足空间科学卫星下行数据的高速实时处理需求。

我国空间科学卫星发射第三方责任风险管理实践与思考

航天保险是航天项目不可或缺的组成部分,参加航天保险的目的是转移或减少风险。目前,世界主要的航天保险包括财产保险和责任保险两大类,具体又分为发射前保险、发射保险、卫星在轨保险、发射第三方责任保险(简称发射三责险)等多个险种[1-3]。发射三责险是指对航天发射准备期间、发射时或发射后造成的与发射活动各方不相干的第三方人身伤害或财产损失进行的保险[1,4]。

发展空间科学卫星系列就是新时期的“两弹一星”任务

很长一段时期以来,我国科技界反复讨论的一个问题就是如何提出像20世纪60年代"两弹一星"任务一样的重大科技项目,并希望借此再次推动国家科技的快速发展。然而,尽管这十余年来提出了很多重大科技任务,但总觉得无法与当时改变了中国政治、国防和科技地位的"两弹一星"任务相比。"两弹一星"任务创造的辉煌仍然闪耀在我们心中,任何形式的重大项目都无法替代其光芒。文章从国家重大需求在20世纪60年代和在新时期的变化为切入点,分析在建设世界科技强国的征程中,我们国家最迫切的科技需求是什么,进而指出发展空间科学卫星系列能够在其中起到的不可替代的作用,从而得出发展空间科学卫星系列就是新时期的"两弹一星"任务的结论。

核电子学在空间科学探测领域的应用

21世纪以来,随着科学技术的进步和对宇宙探索的不懈追求,我国成功发射了多颗空间科学卫星和深空探测载荷。在这些空间科学卫星或搭载的科学仪器中,核与粒子探测器发挥着至关重要的作用。核电子学作为探测器的重要组成部分,其功能涵盖前端信号放大读出、数字化、触发判选与处理等多个环节。空间科学探测中的核电子学除满足探测器在高分辨率、大动态范围、精确粒子鉴别和数据压缩等方面的需求,同时还须符合空间环境下的抗辐照、高可靠性和长寿命等工程要求。本文通过回顾核电子学在我国空间探测领域的应用,希望为核电子学技术在空间科学领域的进一步发展提供参考和见解。论文分析了几个空间科学任务中的核电子学设计方案,包括暗物质粒子探测卫星(Dark Matter Particle Explorer,DAMPE)、硬X射线调制望远镜(Hard X-ray Modulation Telescope,HXMT)、引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星(Gravitational Wave High-energy Electromagnetic Counterpart All-sky Monitor, GECAM)、天问一号(Tianwen-1)、先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory, ASO-S)和爱因斯坦探针卫星(Einstein Probe,EP)等。在此基础上,本文进一步探讨了核电子学技术对于实现空间探测科学目标的重要性及其面临的挑战,包括创新性、空间环境适应能力等方面,并对未来的发展方向进行了展望。核电子学是核与粒子探测的核心技术,在空间科学任务中,核电子学系统除必须满足对探测器信号进行精密读出等所需要达到的电性能参数方面的要求,还要确保在太空特殊环境中的长期可靠性。此外,随着科学目标的拓展和提升,空间探测任务对核电子学的数据处理和传输能力也提出了更高的要求。同时,受益于新材料、先进工艺和人工智能等技术的发展,未来的核电子学系统有望更紧凑、可靠和智能化。核电子学的持续发展有望为实现更高水平的空间科学探测提供强有力的支持,推动对宇宙空间的更深度探索。

我国空间科学卫星任务国际合作管理实践与思考——以中国科学院空间科学战略性先导科技专项为例

国际合作是空间科学发展的客观需要,也是我国走近世界空间科学舞台中央的必由之路。中国科学院空间科学战略性先导科技专项(以下简称“空间科学先导专项”)的空间科学卫星系列任务在全生命周期的创新发展链条上开展了全面、广泛、全方位、多层次的实质性国际合作,合作伙伴涉及欧洲空间局、欧洲主要航天国家,以及美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚、日本、新加坡等。空间科学先导专项通过建立双边战略研讨机制、共建国际研究机构,促进国际交流与合作,深化任务的国际论证,以及优选先进的科学探测仪器,确保科学目标的原创性和重大性。通过加强合作任务的工程管理和科学管理,实行“项目双首席科学家”和“载荷科学家”模式,促进重大成果产出。文章梳理了空间科学卫星系列任务的国际合作情况,重点阐述对不同层级国际合作的管理实践,对事关国际合作成败的常见问题进行思考并提出了对策建议,力求为后续国际合作任务管理提供重要参考。

空间科学卫星项目的成本管理

结合空间科学卫星项目的成本管理特点,根据项目管理理论和方法,以某空间科学卫星项目为例,对卫星项目成本管理过程进行实证研究,通过分析该卫星成本预算、成本控制等管理过程发现其存在的问题,提出改进方案、措施及项目成本管理改进的框架,探讨了项目负责人制的组织结构、项目成本管理体系、项目成本控制体系等具体优化措施。

我国空间科学卫星软件工程化管理实践与思考

软件产品是空间科学卫星工程的重要组成部分,其质量和可靠性直接关系任务的成败。根据我国空间科学卫星及其软件特点,空间科学先导专项总体确定了"体系为基、全面覆盖、分类管理"的软件工程化管理总体原则,通过建立健全管理责任体系,构建软件管理制度体系,开展充分调研和审查,进行有效实践与探索,保证软件质量和可靠性,促进重大成果产出,对后续空间科学卫星软件工程化管理工作进行思考并提出建议,为我国空间科学的长期可持续发展积累经验。

空间科学探测卫星技术应用研究进展

本文对空间科学探测卫星技术进行简单介绍,重点阐述国外空间科学探测卫星技术的应用现状及未来发展趋势。

空间科学地面系统标准体系建设研究

"十二五"期间是我国空间科学高速发展的阶段,随着空间科学卫星的增多以及卫星寿命的延长,迫切需要建立面向空间科学任务的通用地面应用系统。本文探讨了空间科学卫星任务的特点,以及空间科学卫星地面系统标准化研究的意义。探索了空间科学卫星地面段的总体架构以及各部分的功能和标准要求,从横向业务类别和纵向业务流程两个方面,研究了地面系统的技术标准体系,为建立统一的面向多任务的空间科学卫星地面系统平台奠定技术基础。

多重索引加时间戳校正的科学卫星源包排序法

卫星载荷数据源包的排序还原是地面数据处理流程中的重要环节,其正确性和完备性直接影响基于数据开展的科学研究.在对国际现行CCSDS标准下的卫星数据组织和星地数传机制可能给地面数据处理带来的数据异常情形与源包排序挑战进行剖析的基础上,提出了"多重索引+时间戳校正"的源包排序方法,不仅能够解决由于空间科学卫星数据采集频率极快而导致的地面源包排重和拼接难题,而且在帧计数、源包计数、时间码等关键索引信息发生异常的情况下,仍然能够给出正确的结果,在我国空间科学卫星任务实践中大幅提升了源包排序处理的正确率,同时有效地提升了处理效率.

中国空间探测领域40年发展

中国空间科学学会成立的40年,是中国空间探测逐渐走进世界舞台的40年,空间探测极大推动了空间科学和相邻学科的发展,也影响到经济、军事和日常生活诸多方面.本文简要回顾了从空间探测专业委员会成立的1980年至今,中国空间探测领域的主要发展历程,包括探空火箭、高空气球、科学卫星、月球与行星探测、载人航天空间探测、遥感卫星地面站等主要项目、进展和所取得的成果,对未来若干年空间探测的发展进行了展望.