当美国宇航局的太空发射系统（SLS）首次飞行时，它将切开地球大气层，摆脱重力的束缚，并以惊人的震惊和敬畏的方式飞向天空。为了应对这一令人难以置信的努力带来的工程挑战，美国宇航局的马歇尔太空飞行中心利用了跨越多个学科的广泛而多样化的工程人才、专业知识和热情，在某些情况下，甚至跨越了一代人。或者两个。

凯瑟琳·克劳（Kathryn Crowe）是一名二十多岁的航空航天工程师，她用智能手机发推文，称自己为“未来的提供者”。另一方面，休·布雷迪（Hugh Brady）在马歇尔（Marshall）开始了他的职业生涯，当时有打孔卡和巨大的房间大小的IBM大型机，拥有整整16千字节（！）的内存。

但是，如果您认为这两者没有太多共同点来建立强大的工作基础，那么，请再想一想。尽管这两位航空航天工程师可能相隔几代人，但他们彼此钦佩、尊重和热情地谈论彼此。就像任何建立在坚实基础上的关系一样，也有乐趣的空间。

尽管布雷迪的职业生涯跨越了 50 多年，但听到克劳说的话，他一点也不厌倦。“休似乎仍然保持着原来的兴奋感。我想如果他认为我做得很好，那么我一定做得很好，因为他几乎看到了我们作为一个机构的整个历史。很高兴有他帮助我保持直截了当，“克劳说，他最近获得了美国宇航局的太空飞行意识开拓者奖，该奖项旨在表彰那些在职业生涯早期阶段表现出创造性、创新思维以支持人类太空飞行的人。“而且，他总是试图为他所做的每一件事带来幽默感。

“我很喜欢凯瑟琳的指导，”七十多岁的布雷迪开玩笑说，他承认退休失败（到目前为止两次），因为他热爱太空计划，无法远离。（另外，他说，因为他不关心电视。但主要是因为他喜欢太空探索，喜欢与年轻、有才华的工程师一起工作。

Crowe 和 Brady 共同评估了设计方案，并决定了解决方案，以使 SLS 的第二种配置尽可能灵活和适应性强。这种升级后的配置 - 被称为Block 1B - 增加了一个更强大的上级，并将比土星五号更高。它最早可以在SLS的第二次发射中飞行，这将是自阿波罗计划以来首次冒险进入月球轨道的载人任务。Block 1B还提供了飞行共同表现有效载荷的机会，或者除了猎户座乘员舱之外的额外大型有效载荷。

对于布雷迪来说，“事情有重复的趋势。虽然技术和解决方案不断改进，但太空飞行的一些挑战将始终保持不变。在应对共同表现有效载荷的挑战时，Brady 借鉴了他的经验，但专注于为 SLS 量身定制的解决方案。它正在将过去的经验教训带入现在，以便为未来的任务找到最佳解决方案。“它借鉴了我们从过去学到的东西，但不一定是重复过去。我们希望为这辆车提供最佳解决方案，“他强调说。

Crowe说，Brady带来的经验和知识在研究SLS车辆的选择时发挥了重要作用。“休会说，'我想我们在最初飞行时就解决了这个特殊的技术问题。他可以画出相似之处，这样我们就不会重新发明轮子，“克劳说。从那时起，布雷迪就成为了克劳和其他年轻团队成员的导师。

“当你把这种技术信息放在桌面上时，它会为人们提供更好的信息——基于先前经验的信息，”布雷迪说。“我们可能不会选择相同的解决方案，因为技术会随着时间的推移而变化，但我们在做出决策时会有更多更好的信息可以使用。

“我认为，拥有这种先例确实是一件美好的事情，”克劳说。

布雷迪说，他将美国的运载火箭能力传授给下一代工程师和其他支持人员，他感到“舒适”。“我觉得非常令人兴奋的一件事是环顾四周，看到中心周围的年轻人才充满活力和热情。当我再次挂断电话时，我感觉很好，他们会继续下去，甚至比我们做得更多，“他说。

当你问克劳人类是否会到达火星时，她说：“当然，我认为在我有生之年，我会在火星上看到人类。我认为现在比以往任何时候都更是重返载人航天的正确时机。我们拥有合适的技能和专业知识。当我们成功完成我们的使命并再次向人们展示这种希望时，这将与技术优势同样重要。

在过去的两年里，美国宇航局最新一届的宇航员候选人接受了广泛的培训。他们一起在中性浮力实验室练习太空行走，乘坐T-38喷气式飞机，熟悉国际空间站，学习俄语等等。 

这12名毕业生包括前美国宇航局实习生转为宇航员的Deniz Burnham。伯纳姆曾在美国宇航局艾姆斯研究中心实习，她认为成为一名宇航员是她毕生的梦想，而她的实习是这一过程中的重要一步。

“那次实习对我来说也是一次美妙的经历，因为我想，你知道，嘿，即使我没有成为一名宇航员，我也一直想成为美国宇航局的一员，”她说。 

除了作为前美国宇航局实习生的经历外，伯纳姆还是美国海军的一名中尉，并获得了化学工程学士学位和机械工程硕士学位。她还是能源行业经验丰富的领导者，十多年来一直管理现场钻井项目和石油钻井平台，包括阿拉斯加的北极、加拿大阿尔伯塔省北部和德克萨斯州。 

事实上，她分享了她在油田获得的经验，作为她对其他希望成为宇航员的人的建议的一部分。 

“试着做你自己的人。有很多技能和背景可以导致[成为一名宇航员]，“伯纳姆说。“这是你表达你的技能组合的方式。专注于其他操作员会识别的东西。[例如]在偏远地区工作并做出时间紧迫的决策。

当被问及她在宇航员候选人训练中最喜欢的部分时，她分享道：“我想说，对我来说，最喜欢的是第一次试穿这套宇航服。这是你总是在脑海中想象的东西。你知道，作为一个孩子，你试着看到自己穿着西装，因为你可以看到所有这些照片，然后你真的可以自己试穿。这真是太不可思议了。 

自定义 CubeSat 主结构

在建造定制小型卫星方面，一个日益增长的发展是使用详细的接口要求指南。这些侧重于有效载荷设计，了解任务准备和部署方法的拼车安全考虑因素。安全考虑因素包括安全开关，例如“飞行前拆卸”销钉和脚踏开关，以及航天器在存放在部署分配器中时保持断电的要求。其他安全要求通常需要阳极氧化铝导轨和比重、重心和外部尺寸，以便成功部署罐或分配器。

DiskSat 结构

航空航天公司正在美国宇航局空间技术任务局（STMD）的支持下开发DiskSat（图6.3）演示飞行。DiskSat是一个1米长的圆形圆盘，厚度为2.5厘米，石墨-环氧树脂复合夹层，结构质量小于3公斤/米2.容积接近 20 升，相当于假设的“20U”航天器。虽然不会填满整个体积，但增加的表面积对于功率、孔径、热管理和制造简化很有用。示范任务计划于 2024 年首次发射 （2）。

一级结构标准点胶机

在运载火箭中容纳立方体卫星的盒子称为分配器（或部署器），它们将立方体卫星分配（或部署）到所需的轨道上。CubeSat 使用分配器的整个体积来充分利用其全部容量。由于 CubeSat 采用标准尺寸和外形尺寸，因此 CubeSat 分配器也已通过两种约束系统进行标准化：导轨式或凸片式。这使航天器设计人员和发射服务提供商能够最大限度地降低发射集成成本，增加对空间的访问，并维持频繁的发射（3）。加州理工学院 CubeSat 计划的 CubeSat 设计规范文档旨在为 CubeSat 开发人员提供与尽可能多的 CubeSat 分配器兼容的基线要求和发射机会，以消除发射接口故障 （4）。要查看 CubeSat 设计规范的最新版本，请访问：http://www.cubesat.org。CubeSat设计规范文档包括轨道系统。由行星系统公司（现为火箭实验室）创建的罐式卫星分配器（CSD）标签系统是应用最广泛的标签分配器，它为不需要使用导轨的结构提供了设计灵活性。有关标签分配器 （5） 的详细信息，请参阅 CSD 数据表。

选项卡式容器部署系统使用加载的选项卡将 CubeSat 固定在容器的壁上，这些选项卡在部署时释放。发射过程中的振动载荷从运载火箭传递到带有预加载立方体卫星的罐结构。使用导轨分配器的 CubeSat 在 z 轴上轻负载。在 x 轴和 y 轴上，分配器的导轨和 CubeSat 上的导轨之间存在细小的间隙，这可能会导致振动颤动。在测试和发射过程中，振动颤动增加了CubeSat的机械负荷。有关更多 CubeSat 导轨与标签分配器，请参阅第 10 章：发射、部署、集成和轨道服务。

所需的接口文档源自与运载火箭一起使用的特定分配器的拼车集成商。运载火箭供应商通常提供发射振动条件。NASA 立方体卫星发射计划 （CSLI） 要求 CubeSat 或 SmallSat 系统能够承受大约 10 G 的通用环境验证标准 （GEVS） 振动环境有效值在 2 分钟内 （6）。NASA CSLI拼车为航天器发射和初始部署期间的断电要求提供电气安全建议。详细的分配器或罐尺寸要求提供了足够的信息，在许多情况下包括 CAD 图纸，以实现自定义结构应用。

表 6-3 列出了一些提供航天器物理和材料集成要求的分配器和罐公司。为了满足对更大立方体卫星的需求，12U立方体卫星的分配器现在可以通过NanoRacks和联合发射联盟（ULA）等多家发射服务提供商通过Atlas系列获得。有几家欧洲公司提供 16U 平台的部署，这些平台扩展了 CubeSat 设计规范的限制。DSOD、EXOpod 和 Quad Pack 都是分配器，可以安装单个 16 个单元的 CubeSat 平台或几个较小的 CubeSat。

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