业余界:学生设计、参与制作、NASA助力的教育卫星将于明年发射升空

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橡树岭学校周一宣布,罗伯茨维尔中学学生在教师、导师和NASA的帮助下建造的小型立方星计划于2020年10月发射,并将在国际空间站部署。

学校系统表示已经收到NASA关于发射日期的通知

橡树岭学校在一份新闻稿中说:“我们收到了Higginbotham的来信,他在信中说:‘RamSat目前在进入国际空间站的NG-14商业补给服务飞行器上执行ELaNa-31飞行任务。目前计划于2020年10月发射。NanoRacks将帮助你们在国际空间站部署航天器。’”

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新闻发布会上说,学生们已经确定立方星的任务:环绕地球一周,并拍摄图像,帮助他们研究加特林堡植被的再生情况。加特林堡正在从2016年11月的森林大火中恢复过来。这颗卫星被命名为RamSat。这是学校的吉祥物“ram”的名字。

橡树岭中学在2018年3月报道说,RMS是第一所入选NASA项目的中学,该项目准备将立方星送入太空。当时,该项目估计耗资约7万美元,得到了企业捐款的支持。

Robertsville卫星将在地球上空几百英里的轨道上运行,它将使用一个小型照相机,拍摄加特林堡附近大烟山的森林再生情况。2016年感恩节过后,该地区因大风引发森林大火,造成14人死亡,2500多所房屋和企业受损或被毁。

RamSat将使用无线电将图像和其他数据传回地球。

2107年11月,NASA收到了一份项目提案,到2018年3月,橡树岭学校获悉,NASA接受了RMS的提案。

一旦RamSat进入太空,主要的挑战将包括正确的定位卫星,该卫星没有推进力,以及当卫星以每小时17500英里的速度在近地轨道上飞行时,拍摄出正确的地面位置。

2018年3月,橡树岭国家实验室RamSat的研究小组负责人Peter Thornton说:“要做到这一点在技术上非常具有挑战性。如果我们能做到这一点,将是一个巨大的成功。”

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Robertsville卫星可以在轨道上停留一年左右,然后坠向地球并在大气层中燃烧。它将在国际空间站的高度上每90分钟绕地球一周,其高度从190英里到330英里不等。每次最多在空中停留五分钟。截至2018年3月,预计一个由业余无线电操作员组成的网络将帮助与卫星通信,发送和接收包括图片在内的数据。

RamSat是一颗用于教育任务的立方星,其目标是为想要建造立方星的中学生开发并实施一门科学、技术、工程和数学课程(STEM课程)。

ORNL的地面系统建模小组组长Thornton说:“这不是突破性的科学,而是突破性的教育。罗伯特维尔‘NASA班’七年级和八年级的学生说,他们喜欢这种体验。”

在Livesay的课堂上,学生们学习了工程学和计算机编程的重要课程,学习了电池和太阳能电池板,并在课堂上使用3D打印机设计和打印了自己的塑料立方体模型。Livesay是该校的STEM教师。

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周一的新闻稿提供了该项目如何发展的信息:

2015年秋季,罗伯茨维尔中学STEM教师Todd Livesay与橡树岭土生土长的NASA科学家Patrick Hull一起参观了位于阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔航天飞行中心。Patrick向Todd介绍了他的团队为NASA设计的1U(10cmX10cmX10cm)立方星,并告诉其他们每天遇到的一些挑战。包括弄清楚如何制造一扇在太空中远程打开的门,以及如何使用太阳能电池板为卫星供电。

2015年,Livesay给罗伯茨维尔中学的学生们布置了他们的第一个任务:“我给你一个挑战:我想让你们设计一颗10厘米的立方星,并制造一扇门,它可以远程打开,部署不同的物体。这就是你们的挑战。去做吧!”

学生们接受了这个挑战,并设计了一颗立方星,包括一扇可以在太空中远程打开的门。他们孜孜不倦地研究,并提出了一些能有效利用材料的设计方案,包括太阳能电池板、Arduino编程板,以及用于部署打开门的伺服电机。学生们的研究和随后的演示令人印象深刻。他们在一些当地观众面前展示了他们的发现,最后将他们的研究成果提交给了NASA的一个真正的工程师小组(真正的火箭科学家)

有趣的是,在听完所有学生的陈述后,专家小组得出的主要结论是,这些学生需要自己的科学使命。他们不想满足于这样一种想法,即学生只是在学习设计一颗立方星,而没有考虑到学生主导的目标。小组成员发言越多,他们就越不满意学生完成这个项目的想法。

在NASA组织中流传着罗伯茨维尔中学的学生对NASA立方星发射计划(CSLI)感兴趣的消息时,Livesay接到了佛罗里达州肯尼迪航天中心NASA科学家Scott Higginbotham的电话。他决定与Livesay一起努力推行这一想法,他和来自橡树岭国家实验室和CNS Y-12的当地专家小组编写了一份创建任务的提案,并利用CSLI程序将实际的立方星送入空间。于是这个专家小组成立了,当学生们在写任务的时候,这个小组开始着手一项包括两大要素的提案:可行性和教育价值。

立方体卫星的简称是“立方星”,每颗官方立方星都由其任务创造者赋予一个名称。罗伯茨维尔的学生将他们的立方星命名为“RamSat”。学生们决定,让这颗立方星环绕地球一周,并拍摄图像,帮助他们研究加特林堡植被的再生情况。之前加特林堡发生森林大火,最近正在恢复生机。学生们发现这个问题是他们目前最关心的,因为加特林堡社区为他们提供了很多娱乐的场所,包括该校周三下午的滑雪俱乐部。

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在过去的两年中,罗伯茨维尔NASA RamSat班的学生们把他们正在进行的关于将RamSat送入太空以完成任务所需的设备和程序的研究成果带回了马歇尔航天飞行中心NASA工程师小组。每年,学生在向专家小组介绍时,知识和技能都有所提高。进展很大。2018年3月,罗伯茨维尔中学收到通知,他们的建议包括可行性和优点通过了审查委员会。因此,他们参加NASA CSLI的提议被接受了!

今天(8月21日),罗伯茨维尔中学从NASA得到官方消息称,RamSat将于2020年10月发射!

当学生们和导师研究完成任务所需的组件时,马歇尔航天中心的技术导师建议他们不要自己尝试制造任何飞行组件(结构或电子产品)。尽管如此,在它成为卫星之前,仍有大量的测试和组装工作。

新闻稿称:“随着我们采购和测试飞行部件,学生们越来越多地参与到项目中。”

以下是他们所拥有的和获得的产品的列表:

  • 2U框架:Pumpkin Space Inc.

  • 飞行计算机:Pumpkin Space Inc.

  • 电源控制板:Clyde Space Inc.

  • 飞行电池:Clyde Space Inc.

  • 太阳能电池板:Pumpkin Space Inc.

  • 姿态确定与控制系统(MTQ):空间创新解决方案.

  • 飞行VHF/UHF电台:航天开发有限公司.

  • 飞行VHF/UHF天线:空间创新解决方案.

  • 飞行相机(2MPixel Arducam):Arducam

  • 镇流器:这是一块金属,我们可以自己做。它本质上是一块经过加工的铝块,赋予RamSat额外的重量,这将延长其任务的持续时间。

  • 太阳传感器电子:太阳能电池板包括传感器,表明接收阳光的角度。我们需要制造一个适当的电子电路来读取这些传感器的电压。

  • 以上一切都是为了RamSat本身。我们还有以下组成地面站的组件,用于在RamSat进入轨道后与它进行双向通信:

    • VHF/UHF收发信机(业余无线电):Kenwood Inc.

    • 安装在顶部的天线:Amsat-NA.

这就是他们手头上的东西,每个参与的学生都可以很好地解释整个系统的工作原理,以及每个组件所扮演的角色。

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