20年前的10月22日，歐空局（ESA）的第一顆小衛星Proba-1（全稱Project for On Board Autonomy）被發射，其目標只有一個–那就是在太空中證明技術。 但在進入軌道后，這顆小衛星很快就證明其能力並不小。

今天，20年過去了，原本只打算存活兩年的Proba-1現在仍作為一項地球觀測任務在繼續，它的遺產已經為下一個十年的發展提供了保障。

尺寸僅為60 x 60 x 80釐米的Proba-1自主地執行著先進的制導、導航和控制處理以及有效載荷資源管理。 它的兩個成像儀器–緊湊型高解析度成像光譜儀（CHRIS）和全色高解析度相機（HRC）–已經提供了1000多個地點的1000多張圖像。 這些圖像對於監測一些環境問題至關重要，從評估納米比亞大草原上不同的土地使用策略如何影響植被生長到納米比亞中部大草原的植被類型或幫助繪製和瞭解瑞士國家公園的高山積雪覆蓋。

這顆微型衛星由ESA的一般支援技術計劃（GSTP）開發並由比利時Verhaert公司領導的一個工業聯盟建造。

Proba-1標誌著歐洲航天工業向小型任務的轉變。 雖然立方體衛星和現在越來越普遍，但Proba 1是ESA在小型任務方面的首次嘗試。 這項任務僅用了三年時間就完成了–在當時任務往往需要10年以上的時間才能發射的情況下，這是一項聞所未聞的壯舉。 另外，它還標誌著一系列Proba衛星的開始，包括Proba-2、Proba-V和目前正在測試的Proba-3。

“在它的時代，它是完全創新的，”Proba的項目經理Frederic Teston回憶道，”就技術而言，就開發時間而言，就低成本而言，這一切都是全新的。 ”

二十年來，沒有一個主要單元真正發生過故障，目前航太器的所有主要系統仍在運行。 該衛星實現了ESA的許多第一次–從第一個使用鋰離子電池（現在是一種普遍的技術）到成為ESA第一個具有完全自主能力的航太器。

這意味著它被設計成幾乎可以在無人幫助的情況下執行日常任務，而ESA在比利時edu的地面站的工作人員很少參與。

自動的自主性

通常情況下，自主運行部分任務的代碼如高度和軌道控制系統（AOCs）是以特定方式編寫的。 首先，這個系統和機上其他每個系統的功能和行動都被詳細說明和清除。 然後，當工程師對它們感到滿意它們就被轉化為軟體規格，最後有人專門為這些功能編寫了軟體。 這是一個漫長的迴圈，所以如果有些東西不工作或需要改變那麼這將是一個漫長的過程。

但Proba-1任務能夠如此迅速地啟動的部分原因是，它通過開發一個自動生成軟體的工具來規避這個迴圈，另外它還允許工程師快速改變系統的功能和部分而不需要編寫全新的代碼。

編寫。

“我們在一個軟體中建立了所有的模型，人們認識到這是MATLAB的祖先，”曾在Proba-1團隊中的Pierrik Vuilleumier說道，”從輻射或軌道到磁場和太陽的位置。 所有這些都在工具中建模，所以在最後我們按下按鈕並自動生成跟機載軟體進行編譯和連接的軟體。 船載工具有四萬行代碼，地面模擬器有三萬多行。 ”

該工具還將所有檔也保存在模型中，這意味著很容易培訓新的工程師使用它。

Vuilleumier說道：「關於代碼生成的一些神話今天仍在繼續，但我相信我們在20年前就打破了這些神話。 ”

這種自動軟體生成已經發展起來，如今在Proba任務中已經非常普遍，儘管生產力得到提高、開發時間縮短，但它仍不是所有任務的主流。

新空間之前的新空間

Proba-1還強調了使用COTS（全稱Commercial Off-The-Shelf）部件而不是高級部件如何能在成本和時間上的高效性，另外它還獲得了真正的回報–這一點正越來越成為ESA開發和改進太空新技術戰略的一部分。

“我們是第一個飛行鋰電池的人。 當時，專家們預測其在太空中的壽命最多只有6個月。 現在，20年過去了，我們沒有注意到這些電池的任何退化。 它們已經有23年的歷史了！ “Vuilleumier感歎道。

商業部件通常被認為風險較大或可靠性較低，但Proba團隊表明，通過適當的工程設計，他們的硬體在惡劣的太空環境中至今已活了20年並證明瞭它們的價值。

儘管開發時間如此之短，但該專案並不總是一帆風順。 Vuilleumier回憶起發射前的幾周，工程師們已經在印度準備好在PSLV上發射前進行測試，他們瘋狂地爭搶著完成軟體的編碼。

“從事以前沒有做過的事情是不是很興奮？ 當你看到某樣東西工作時，也許有五分鐘的時間，但在這之前和之後，壓力多於興奮。 但我們展示了，事情並不總是需要更長的時間或更多的費用，這是可能的。 我們表明有可能做更快、更便宜的任務，”Teston笑著說道。