低轨卫星行业需要更多工程师

IEEE正在举办关于该领域的教育研讨会

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地球的空间图像,中间有多颗卫星,背景为黑色
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抬头看。现在有一颗或多颗低地球位卫星在你上方的可能性很大。大约5000颗低地球轨道卫星目前在地球上方500至1500公里的轨道上运行,帮助预测天气,传输数据,并为服务不足的地区提供宽带互联网。

发射小型航天器相对便宜,目前正在建造更多的航天器。

SpaceX的星联宽带通信低轨卫星可能是最著名的,但亚马逊已开始推出其竞争产品Kuiper项目卫星,预计今年开始服务。其他公司正在进入该市场,不仅是为了提供宽带接入,还为了制造小型火箭。它们包括空中客车公司,阿里安集团,的中国航天科技集团公司.、和塔塔先进系统.

低轨卫星市场可能从2022年的40多亿美元增长到2031年近70亿美元据《商业研究洞察》报道。

虽然市场在增长,但了解复杂系统的工程师和技术人员的数量却不多。这就是为什么IEEE于2021年在维托德·金斯纳IEEE Fellow是马尼托巴大学加拿大前副总统IEEE教育活动.

“该项目的范围不是开始一项新的太空运动,而是协调和扩大现有活动,”他说马库斯·加迪尔,LEO SatS cochair。IEEE高级成员是电子系统和传感器的教授和主席勃兰登堡科技大学科特布斯-森登堡分校,德国。

加迪尔说:“有很多优秀的研究人员和教育工作者在低地球轨道卫星领域工作,包括来自不同IEEE协会的研究人员,但他们彼此之间没有交流。”。“我们必须将来自不同学科的人员聚集在一起,并在IEEE内创建一个联系点,以协调和巩固该领域正在发生的事情。”

培养当前和未来的技术专家

迄今为止,低轨卫星已经举办了几次研讨会和活动,以教育工程师和学生在该领域的职业机会。该项目的负责人还希望加强学术界、工业界、政府和航天机构之间的合作。

低轨卫星教育和竞赛工作组已经举办了几次研讨会,现已于IEEE.tv(IEEE.tv).一个卫星介绍讲习班涵盖2021年举行纳米卫星,通信安全挑战、和数据中心和时间同步.

2022 IEEE教育周,该组托管了空间教育虚拟小组讨论小组成员讨论了航天器、应用和职业道路。

“该项目的活动范围不是启动一场新的空间相关运动,而是协调和扩大现有的活动。”-马库斯·加迪尔

6月关于使用的研讨会上的演示者卫星上的边缘计算和人工智能讨论大规模卫星网络技术,深度学习模型基准测试以及与欧洲航天局OPS-SAT的边缘计算实验室。几位主持人后来就“面向实时遥操作的空间边缘计算和机载AI,”于2023年获得最佳论文奖IEEE认知信息学和认知计算国际会议.

该工作组还正在为大学预科生和大学教师编写有关航天工业的教育材料,以鼓励学生在该领域从事职业。加迪尔说,该小组正在建立一个课程计划数据库,以简化问题。

他说,课程计划也正在制定中微小卫星,其以模块化方式设计,基于被称为1U的10乘10乘10厘米的基本单元。立方体卫星正在通过向学生展示如何自行制造和发射小型火箭,来教授学生有关该技术的知识。研究人员正在测试更大的立方体卫星,从3U到6U,用于商业任务。金纳说,大学正在研究第六代卫星,其中许多卫星被放置在低轨卫星的外壳中。

加迪尔说:“这种体验式学习在STEM教育领域是一个独特的机会。”。

卫星地面游戏

低地球轨道卫星不仅着眼于天空。它还取得了更扎实的进展,例如11月举行的研讨会低地球轨道地面站.

地面站由一系列天线、通信网络和提供指挥和控制能力的处理设施组成。加迪尔说,低轨卫星项目负责人认为,在设计新型地面站方面需要更多合作。

他说:“低地球轨道卫星一直在移动,所以如果你想全天候访问你的卫星,你需要在全球范围内分布地面站。”。“如果每个从事卫星任务的小组都必须建立自己的地面站基础设施,那么这将是非常低效的,甚至是不可行的。这就要求在全球范围内共同努力,创建一个人人都可以访问的地面站网络。”

新的地面卫星网络

Kinsner说,最近出现的数千颗低地球轨道卫星星座,不仅实现了几乎完全的低延迟通信覆盖,还实现了新的、快速的卫星间光通信。

他说,当与人工智能(空间增强边缘计算)相结合时,一个新的机会即将到来,将传统的地面网络与新的卫星间网络(地面卫星网络)交织在一起,以开发实时(RT)遥操作。

金纳说:“在全球各地的不同教育机构中,包括立方体卫星的设计、实施和部署在内的课外竞赛已经为航天工业和研究培养了许多新的年轻学生。”。“我们的低轨卫星计划打算通过顶石项目开展类似的竞赛,以开发地面卫星网之间的智能链路,促进RT远程操作。”

标准和技术路线图

该组织鼓励航天机构、行业利益、政府和学术界合作制定技术路线图和技术标准。

Kinsner说,为此,IEEE低地球轨道卫星团队正在编写白皮书,以确定现有技术和政策差距,以解决缺乏管理卫星系统的法律的问题。

Gardill说:“IEEE低轨卫星项目拓宽我们的网络非常重要,因为我们认为这些卫星系统将产生巨大影响,同时也是一个巨大的挑战。”

要加入项目,请通过IEEE低轨卫星网站.

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