国会大厦澳门永利总站官网线路大全和教师将卫星有效载荷发射到太空

2015 年 8 月 26 日

“两分钟”，卡尔·汉森说道，他指出了自 NASA 瓦洛普斯飞行设施发射载有国会科技大学 Hermes 项目有效载荷的探空火箭以来的时间。

本·塞拉诺 (Ben Serano) 说，“铱星信号”几乎重叠，记录了发射事件的发生。

8 月 12 日早上 6 点刚过。国会大厦的澳门永利总站官网线路大全和教职员工坐在包含移动指挥中心的帐篷里，或在帐篷周围踱步，热切地期待着从头顶上空行驶约 5000 英里的有效载荷接收到信号。经过近两年的构建、测试和完善系统，团队已经到了一个关键时刻。很快他们就会知道他们的概念是否适用于其设计的环境：太空。

“大概三点，什么，三点三十分？”该项目的澳门永利总站官网线路大全团队负责人亚伦·布什问道。另一位团队成员证实了这一点，并引用了团队在过去几个月在地面进行的广泛测试。他们准确地规划了发布活动。

“这真是令人伤脑筋”，有人嘀咕道。

三分二十五秒，三分三十秒。

“我们得到了！我们得到了 A！”当进入队伍爆发出胜利的欢呼声和拥抱时，Anh Ho 喊道。 （观看完整视频这里.)

卫星通信的新方法

赫尔墨斯计划始于近两年前，当时 Rishabh Maharaja 教授在他的太空概论课上向澳门永利总站官网线路大全提出挑战，要求他们集体讨论高空气球飞行的有效载荷概念，并帮助开发一种与有效载荷实时通信的方法。 Capitol 最近与马里兰大学建立了合作伙伴关系，将于 2014 年春季进行此类飞行。

以 Maharaja 提出的概念为基础，澳门永利总站官网线路大全们决定开发一种方法，使有效负载可以使用符合 TCP/IP（标准互联网协议）的设备进行内部无线通信。大君建议使用商业铱星通信网络来建立通信。

“每颗卫星都有电子设备，通过所谓的系统总线进行内部通信，”Maharaja 解释道。 “所以这个特殊的实验是为了验证无线系统总线，以便不同的组件可以通过内部网络进行交互。” Maharaja 提出的想法是创建一个与 TCP/IP 协议兼容的总线，以便符合 TCP/IP 协议的设备可以用于该项目。这些兼容设备将位于地面和有效负载上。

杰夫·威廉姆斯 (Jeff Williams)（’16），团队中最初的澳门永利总站官网线路大全之一（也是由资助的两名实习生之一）马里兰州太空资助联盟的气球有效载荷计划)，描述了 Project Hermes 系统总线的功能。 “有了这个系统，您可以随时随地在任何支持互联网的设备上与卫星通话。”他们着手通过移动地面站创建 24/7 的覆盖范围。这意味着人们有可能随时与其有效负载或卫星进行通信，而无需调度支持。

澳门永利总站官网线路大全团队进行了一些研究，发现了可以将标准智能手机变成卫星电话的设备，从而降低最终有效负载的成本。这种由智能手机改造的卫星电话将成为卫星有效载荷及其通信过程的核心。展望春天的气球发射，他们下载并修改了商用手机应用程序，以实现某些流程的自动化。利用这个功能，他们可以向手机发送命令，让它拍照。他们使用商业现成 (COTS) 产品来降低成本并提供即插即用功能，这样他们就无需开发新硬件。

尽管课程结束并且一些团队成员毕业或转向其他工作，但爱马仕计划仍在继续。新成员加入，包括卡尔·汉森（Carl Hansen，16岁）。在热情而非成绩的推动下，该团队已为四月份的发布做好了准备。

新的可能性展开

起初，团队并不知道这个概念有多么具有开创性。另一位原始团队成员、气球有效载荷项目实习生亚伦·布什 (Aaron Bush，’15) 表示，它最初是开发过程的副产品。 “这就是我们操作设备的方式；我们没有考虑任何事情。”但是，当该团队告诉马里兰大学的项目合作者，他们可以使用智能手机发送命令、接收遥测数据，甚至远程拍摄着陆点的照片时，其他参与者对这种可能性感到兴奋。

沟通理念奏效了！威廉姆斯说，“[气球有效载荷计划]的跟踪系统基于业余无线电，即基于地面天线，这意味着在一定高度以下，您无法真正获得任何跟踪数据。过去他们必须做的就是寻找它，在地面上搜索。他们不知道它的确切位置。通过我们的项目，我们知道它着陆的确切位置，这使得找到它变得轻而易举。”对于第一次测试，卡尔还使用辅助 HAM 无线电系统跟踪有效负载。

凭借 (3) 次成功的近太空概念验证，赫尔墨斯计划团队展望了未来。太空是下一个目标，但仍然存在一些障碍。为了获得向太空发射有效载荷的经验，AE 系派了两名澳门永利总站官网线路大全 Bush 和 Hansen 前往RockOn 研讨会，于 2014 年 6 月举行，地点：瓦洛普斯飞行设施。参与 RockOn 的澳门永利总站官网线路大全需要花费一周的时间进行焊接、构建、编码等工作来构建有效负载。这两个澳门永利总站官网线路大全有一个很棒的体验.

该科罗拉多空间资助联盟除了两个后续计划外，还举办此研讨会：RockSat-C和RockSat-X。该计划的目的是让澳门永利总站官网线路大全从 RockOn 开始，然后逐步学习 RockSat-C，最后学习 RockSat-X。然而，Capitol 的澳门永利总站官网线路大全在描述这些项目时意识到，RockSat-X 是他们最有效地测试其有效载荷所需要的。这也将是最难进入的项目。

布什解释了使用 RockSat-X 而不是 RockSat-C 测试 Hermes 的必要性：“火箭上的外壳脱落，将所有有效载荷暴露在太空中。它很稳定，您可以在 NASA 的限制范围内对有效载荷做任何您想做的事情。这是我们可以使用的最好的测试平台。”

Maharaja 表示，“X 是最全面、最困难的计划。使用 X，您必须满足严格的 RockSat-X 和 NASA 要求。”

通往 RockSat-X 的道路

2014 年秋季布什和汉森回到校园上课后，他们推荐了 RockSat-X 计划，该部门寻求资金来帮助他们申请该计划并在 2015 年夏季启动时获得席位。该团队招募了 Ben Serano（'18）进行集成和测试，并招募了 Carlos Del Cid（'16）来满足电力需求。 2015 年 1 月另一位后来加入的人是 Anh Ho（'16），他将帮助团队进行编程和自动化工作。该团队还聘请了 UMBC 机械工程专业新生 Dylan Rankin 和机械工程顾问 Daniel Bottner，以协作方式补充团队以满足机械和制造需求。

该团队于 2014 年 9 月向科罗拉多州太空资助联盟 (CSGC) 提交了飞行意向表，并被选入第一轮。这就开始了一个漫长的、技术性很强的设计审查过程，以确保 Capitol 团队满足计划要求。

团队的电气工程师 Carlos Del Cid 设计了一种方法，可以在飞行过程中仅使用最少的电源来启动系统。 “我用醋和小苏打来确保它具有适量的酸度，这样它就可以腐蚀铜并形成电路。”这使得有效载荷能够独立于火箭的内部电力系统，使团队能够解决发射台的限制和电池使用的限制。

通过 RockSat-X 项目负责人的审核并继续进行地面测试和高空气球发射验证后，该团队准备访问 Wallops 进行 6 月份的 RockSat-X 集成和测试过程。

距离这个关键里程碑只有几天，他们发现自己面临着一个障碍。原来设计的外壳无法满足 NASA 的要求。该团队召集博特纳召开紧急会议，并开车前往他家，按照正确的测量和重量要求从头开始重新制造卫星。

Bottner 与团队其他成员不知疲倦地工作。 “最初的搭建花了 4 到 5 个小时，然后完成这个结构花了 12 个小时，”Bottner 说，他在最终的结构中使用了他妻子的瑜伽垫的一部分。 “我们一直等到周六晚上。我在周六晚上午夜让他们离开了那里。”到周一早上的测试时，卫星已达到规格和重量预算，并通过了最后一轮测试。团队已准备就绪。

来自 CSGC 的 Jesse Austin 对该团队印象深刻。 “[首都科技大学] 团队总是非常渴望尽其所能，”他说。 “他们乐于接受反馈，并且非常积极。他们渴望展示自己的能力，我对他们提供的设计感到非常满意。”

准备好，开始……

随着发布日期的临近，团队并没有休息。他们希望确保所有系统都能按预期运行。本·塞拉诺 (Ben Serano) 最初将自己的角色视为气球有效载荷计划实习生，担任基本集成和测试支持，随着 8 月发射的临近，他更多地参与了 Hermes 项目。 “我们除了周日外每天都进行测试，每天测试三个小时，持续了一个多月，直到发布为止，”塞拉诺回忆道。

团队的机电顾问兼制造专家 Daniel Bottner 表示：“每天晚上我们都会将有效负载分成多个部分。每个人都会拿走自己的部分并对其进行修改，以便第二天我们可以测试新系统。”团队成员很高兴为实现他们的目标而努力工作。

Serano 说：“我和这个有效负载一起睡觉。它几乎每晚都在我的宿舍里。所以我与这个有效负载有个人联系。我就像保姆，或者爸爸。”

原定于 8 月 11 日星期二发射，但由于恶劣天气而推迟。该团队并未被吓倒，而是为 8 月 12 日的发布做准备。看完之后启动，大多数团队开始讨论早餐计划，因为他们的工作已经结束。他们很可能在大约两周内不会收到来自有效载荷的数据。但国会大厦的团队跑到他们的移动指挥中心（一个帐篷）并专注于他们的工作。 “他们一定认为我们疯了，”亚伦·布什说。

由于时间窗口和可用带宽有限，Anh Ho 对手机进行了编程，以发送简单的遥测数据：字母表。发射后 3 分 30 秒，就在团队计算出他们将收到遥测数据时，他们收到了“A”。在有效载荷失去信号之前，它从“A”一直到“Y”。他们成功了。该团队还能够在有限的通信窗口中发送命令，并且他们成功了。亚伦·布什使用他的智能手表发送命令，从而展示了该项目的多功能性。由于飞行的亚轨道性质，该团队的通信窗口有限。

国会大厦的区别

Capitol 是今年参加 RockSat-X 项目的最小团队，有六名澳门永利总站官网线路大全、一名教授和一名顾问。相比之下，一些学校有 40 名澳门永利总站官网线路大全和 10 名教授致力于他们的项目，其中一些人已经与 RockSat-X 合作多年。然而，布什注意到了国会大厦的差异。 “因为我们在这里学到的东西，我们仍然更适合。我们的很多教授在该行业工作或曾经工作过。我们在这里了解任务。我们了解整个周期，开发和设计航天器。尽管这是我们第一次在那里，但我们已经领先了。”

大君注意到国会大厦和其他一些学校之间的另一个关键区别。 “所有其他团队都有非常大的赞助商。我们的同行有我们无法进入的机械车间。我们有一张电脑桌、一张厨房桌子、一个积极主动的团队、醋和橄榄油。”

发布一周后，团队的大部分成员聚集在 Capitol 园区的一间会议室中。他们聚集在被击中的有效载荷周围，这些有效载荷仍然散发着火箭重返大气层后溅落时的海水气味，用技术语言聊天，并互相嘲笑他们最近的成功。澳门永利总站官网线路大全和教师都渴望谈论该项目并赞扬队友的贡献和成就，通常更多地谈论彼此而不是自己。

澳门永利总站官网线路大全团队负责人亚伦·布什 (Aaron Bush) 对队友的成就热情洋溢，念出他们的名字，并谈论他们将如何在业余时间完成主要任务。 “我们每个人都是爱马仕的一部分，我们因为热爱而留在了它。”除此之外，布什说，两年来他们没有举办过任何士气活动。 “我们没有举办披萨派对，我们没有去打保龄球，我们什么也没做。我们聚在一起，我们工作。这是因为我们喜欢它。我们想要成功。”

玛哈茹阿佳教授也赞同这一观点。 “作为教师，我们可以说一些话，但要由澳门永利总站官网线路大全来承担责任并实际去做。我为我的团队感到非常自豪，因为每个人都挺身而出。作为 Hermes 项目的领导者，根据我在 NASA 的经验，我必须做出某些决定，系统必须进行修改（从软件更改，到功率需求更改，再到结构更改）。我很高兴每个澳门永利总站官网线路大全都遵守规定，加紧努力，尽自己的一份力量，以确保任务成功。”

大君和他的团队自豪地注意到赫尔墨斯计划的多项成就。 Hermes 是世界上第一个在太空中建立基于 Wi-Fi 的系统总线的公司，第一个将 Android 智能手机与其基于铱星网络的 WiFi 热点配对以充当主处理器板的公司，第一个使用 Google Play 应用程序（例如各种铱星和 Android 自动化应用程序）作为飞行软件的公司，第一个使用智能手机和智能手表等联网设备作为直接遥测和命令系统的公司，第一个使用具有互联网功能的设备（例如智能手机和智能手表）作为直接遥测和命令系统的公司，也是第一个在太空中飞行的公司。 太空中基于铱星的 WiFi 热点调制解调器。