东京工业大学的学生使用Altium的 Protel® 来开发创新的CubeSat卫星。

Altium Protel让学生们无需花费宝贵时间即可开发出复杂、专业的标准设计和电路板。

Naomi Miyashita 
The Laboratory for Space Systems (LSS) - Doctral Course
Tokyo Institute of Technology

东京工业大学太空系统实验室（LSS）一直基于全球CubeSat标准开发革新性的微型卫星，该标准是斯坦福大学的教授Bob Twiggs于1999年在夏威夷的大学太空系统研讨会上提出的。LSS的学生们在Saburo Matunaga教授的带领下，使用标准零部件创建并最终发射试管状的卫星，卫星只有10厘米大小，质量不到1公斤。学生们把他们的第一个项目命名为CUTE-1，该项目在2003年与俄罗斯火箭发射业务提供者Eurorockot的其他四个大学CubeSat卫星一起成功发射。

关键挑战

为了成功地设计、构建和测试CubeSat卫星，LSS的学生们面临不同学科的许多挑战，包括机械、轻质量制造、器件选择、地面与卫星间通信、太空器测试与验证及项目管理。这些开发和建造任务原本是由专业卫星制造人员承担的，现在学生们需要处理卫星制造的各方面问题，同时还要学习新技术和设计技巧。

在微型卫星的设计和制造中，部分环节需要适应苛刻的太空环境。极度寒冷的环境给移动的机械零件和系统电子部件的温度稳定性带来了限制。例如电路板必须非常可靠且足够紧凑才能满足CubeSat尺寸和质量要求－这与设计阶段有限的时间一起对学生使用的电子设计软件提出了很高的要求。

迎接挑战

CubeSat项目的成功证明了东京工学院学生的贡献和热情，他们积极地改进了卫星的设计和制造流程。改进的一个重要部分是采用Protel®*代替几个不兼容的组件包来进行电路设计、仿真和电路板版图设计。全集成的Protel许可证为学生提供高级的设计和仿真功能，直观易学的设计接口和支持所有FPGA器件的最新技术。有了Protel，LSS的学生们无需花费宝贵的CubeSat开发时间来学习各种软件系统就开发出了复杂、专业的标准设计和电路板。

成效

从2003年6月30日CUTE-1卫星的成功发射开始，东京工学院的地面站连续收到卫星电源系统和飞行状态的遥感数据，并且通过上行命令部署板载系统。LSS的学生们在小型卫星系统的技术和操作方面获得了宝贵的知识和经验，同时证明了低成本CubeSat概念的可行性。

CUTE-1运行超过一年后，LSS的学生们开始了下一个低成本微型卫星开发，这个项目采用基于PDA及其外设的设计方法，取名为Cute-1.7。这一CubeSat新项目采用新的防辐射方法进一步推进了用低成本商用部件开发太空系统的概念。其他功能包括一个彻底磁化的Touquer系统（可对地球磁场做出反应以进行姿态控制）、对公众开放的无线电数字图以及执行不同实验任务的宇宙搭载“容器”。

关于东京工业大学

日本的东京工业大学工业大学工业大学(Tokyo Tech)成立于1881年，由Ookayama、Suzukakedai 和Tamachi校园组成，是世界上最优秀的理工大学之一。

机械和宇航工程学院的太空系统实验室（LSS）基于大规模的灵活多体动力学和控制，致力于新型太空机器人系统的研究和开发。他们进行了可重构太空系统的研究工作，如即将在国际空间站日本实验舱实验的可重构机器人手臂系统、机器人卫星群系统和宇航员的智能助手设备。此外，东京工学院也积极参加了小型卫星系统的国际大学合作开发。

Protel为东京工学院的学生提供将板级设计从概念变为现实所需的所有功能。

关于东京工学院或太空系统实验室的更多信息，请访问： www.titech.ac.jp 和 www.lss.mes.titech.ac.jp