2022年5月，一枚SpaceX猎鹰9号火箭将Transporter-5任务送入轨道。该任务包含来自工业界和政府的一系列微型和纳米卫星，其中包括麻省理工学院林肯实验室的一颗名为AgileMicroSat(AMS)的卫星。

微型卫星测试太空自主性

AMS的主要任务是测试在动荡的极低地球轨道(VLEO)环境中的自动机动能力，从距地表525公里处开始下降。VLEO对于卫星来说是一个具有挑战性的位置，因为较高的空气密度，加上多变的空间天气，会导致增加且不可预测的阻力，需要频繁机动以保持位置。AMS使用现成的商用电离子推进系统和定制算法，正在测试它在六个月的初始任务期内执行自动导航和控制的能力。

“AMS集成了电力推进、自主导航和制导控制算法，将推进器的大量操作推送到航天器上——有点像自动驾驶汽车，”AMS项目首席研究员安德鲁·斯蒂马克(AndrewStimac)说，实验室集成系统和概念组组长。

Stimac将AMS视为小卫星自主领域的一种探路者任务。自主对于支持越来越多的工业和科学小型卫星发射至关重要，因为它可以降低维护它们所需的成本和劳动力，实现需要快速和即兴响应的任务，并有助于避免在已经拥挤的天空中发生碰撞.

AMS是对具有这种自动机动能力的纳米卫星的首次测试。

AMS使用电力推进器，该推进器的选择是为了满足纳米卫星的尺寸和功率限制，同时提供足够的推力和耐力，以支持在VLEO中运行的多年任务。该飞行软件称为总线托管机载软件套件，旨在自主操作推进器以改变航天器的轨道。

地面操作员可以向AMS发出高级命令，例如下降到300公里轨道并保持在300公里轨道上，软件将安排推进器燃烧以自动完成该命令，使用机载GPS接收器的测量结果作为反馈。该实验软件与巴士飞行软件是分开的，这使得AMS能够安全地测试其新颖的算法，而不会危及航天器。

“AMS的推动因素之一是我们在航天器上创建这个软件沙箱的方式，”AMS团队的另一名成员RobertLegge说。“我们有自己的托管软件，在主要飞行计算机上运行，​​但它与关键的健康和安全航空电子软件是分开的。基本上，你可以将其视为航天器上的一个小开发环境，我们可以在其中测试不同的算法。“

AMS有两个次要任务，称为相机和信标。相机的任务是在AMS处于不同的近地轨道位置时拍摄地球表面的照片和视频短片。

部署了太阳能电池板的完整AgileMicroSat卫星。图片来源：林肯实验室

“我们希望展示的一件事是响应当前事件的能力，”帮助准备相机有效载荷的丽贝卡基南说。“我们可以听到发生的事情，比如火灾或洪水，然后迅速做出反应，操纵卫星对其进行成像。”

Keenan和AMS团队的其他成员正在与实验室的DisasterSat计划合作，该计划旨在改进卫星图像处理管道，以帮助救援机构更快地应对灾难。可以按需安排运行而不是在发射前几个月提前计划的小型卫星可能是灾难响应工作的重要资产。

另一个有效载荷Beacon正在测试新的自适应光学功能，通过将激光从移动的卫星发送到位于马萨诸塞州韦斯特福德的实验室Haystack天文台的地面站来跟踪快速移动的目标。

从灵活的卫星启用精确的激光指向可以帮助许多不同类型的太空任务，例如通信和跟踪空间碎片。它还可以用于新兴项目，例如BreakthroughStarshot，该项目正在开发一颗可以使用激光推进光帆加速到高速的卫星。

“据我们所知，这是第一颗为专用自适应光学目的而发射的在轨人造导星，”从事信标有效载荷工作的LuluLiu说。“从理论上讲，它携带的激光可以被操纵到其他航天器上的位置，以支持天空不同区域的大量科学任务。”

该团队以严格的预算和时间表开发了Beacon，并希望它的成功将缩短下一代激光发射器系统的设计和测试循环。Liu说：“我们的想法是，我们可以让许多这样的飞机同时在天空中飞行，而地面系统可以指向其中一个，并获得关于其性能的近乎实时的反馈。”

AMS重量不到12公斤，尺寸为6U(23x11x36厘米)。巴士由BlueCanyonTechnologies设计，推进器由EnpulsionGmbH设计。

Legge说，AMS项目被视为林肯实验室展示其在太空领域快速灵活地开展工作的能力的机会。新空间技术快速发展的一些主要障碍是时间长、成本高以及与传统空间计划相关的风险承受能力极低。“我们想表明，我们真的可以以可承受的成本对轨道上的空间硬件和软件进行快速原型设计和测试，”Legge说。

“AMS展示了与快速太空商业合作伙伴合作开发航天器核心总线技术以及发射和地面部分操作所带来的价值和快速入轨时间，同时允许实验室专注于创新任务概念、先进组件和有效载荷以及算法和处理软件，”AMS的项目经理DanCousins说。“AMS团队感谢实验室技术办公室的支持，让我们能够展示快速太空计划的有效运作模式。”

AMS于6月1日拍摄了第一张照片，并于7月完成了推进器调试，并开始向其目标VLEO位置下降。