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卡内基梅隆大学的学生在航天器设计-建造-飞行实验室课程中展现了卓越的团队合作和创新能力。他们被分成了专注于通信、制导、导航和控制 (GNC) 和视觉的专业团队，模拟了卫星的图像收集和传输过程，并展示了航空电子设备的更新。
在协作努力的关键时刻，机械团队的精心工作使卫星的太阳能电池板得以展开，标志着卫星任务的重要里程碑。
此次合作由扎克·曼彻斯特 (Zac Manchester) 教授和布兰登·卢西亚 (Brandon Lucia) 教授牵头，彰显了卡内基梅隆大学卓越的跨学科合作。
小型卫星，又称纳米卫星，有可能为农业、灾害响应和科学研究等各个领域做出重大贡献。然而，确定它们的精确轨道位置既昂贵又不可靠。ECE 博士生兼助教 Kyle McCleary 致力于利用视觉传感和机器学习算法增强这些小型卫星的轨道确定。在本课程中，McCleary 和大约 30 名学生积极应用了这项研究。
学生们被分成五个专业团队：通信、航空电子、机械、GNC 和视觉。这种组织结构与 NASA 等著名太空探索组织内的子系统团队相似。
通信团队在卫星在轨运行期间，在管理卫星与地面之间的无线电指令方面发挥了至关重要的作用。卫星天线使用一条亮黄色的卷尺传输图像和测量数据，以帮助确定卫星的位置。此外，该团队还建造了一个地面站，用于接收曼彻斯特在 3 月初发射的立方体卫星的数据。
电子与计算机工程专业大四学生罗汉·拉维 (Rohan Raavi) 是航空电子团队的一员。尽管他幽默地承认自己感受到将卫星送入太空的压力，但他还是表达了对这门课程的真挚热情。
“这向你展示了在这个科学和工程领域有多少东西需要学习，有多少进步空间，”拉维说。“航天工业一直非常关注可靠性，因为他们不想冒失败的风险，这意味着有很大的进步和改进空间，就像我们在这个课程中所做的那样。”
航空电子团队负责设计卫星的电路板和执行命令所需的软件。他们的工作对于卫星进入太空至关重要，而机械团队的作用也因此变得至关重要。他们确保所有部件都正确组装以装入火箭，并确保卫星在进入太空后能够通电并展开太阳能电池板。
曼彻斯特加入卡内基梅隆大学后，与露西亚合作开设了这门课程。向学生介绍卫星进入太空的过程，为这个项目增添了严肃感，因为这凸显了他们的工作在卫星进入地球轨道后对新研究的贡献。
据Lucia介绍，这门课的学生们是从一个使命理念开始的。这些学生太令人印象深刻了。这些任务要求专业工程师都无法完成，但他们却创造了随时可以飞行的东西。
GNC 和视觉团队密切合作，以实现任务的主要目标：精确定位卫星在轨道上的位置。六台机载摄像机拍摄了地球图像并识别了不同的地标。GNC 团队通过管理卫星的旋转来确保精确测量，使用带电线圈与地球磁场相互作用。通过复杂的算法，GNC 团队调整线圈中的电流来控制卫星的旋转。
一旦卫星定位正确，视觉团队就会利用摄像头和机器学习来完成最后一步：确定卫星的位置。地球图像通过感兴趣区域 (ROI) 分类器进行处理，识别特定的兴趣点，例如内陆湖泊。然后使用这些信息来计算卫星的位置和速度。
RI 硕士生张浩晨是愿景团队的一员，他分享道，这是第一门全班同学从头到尾合作完成一个项目的课程。
演示日结束时，所有参与者聚集在一起拍团队照片，他们围坐在一张展示卫星的桌子旁。露西亚和曼彻斯特表达了继续参加这门课程的决心。他们透露，下一轮任务的概念将涉及利用由卡内基梅隆大学分拆出来的 Efficient Computer 公司（露西亚与他人共同创立）创建的处理器。这些芯片的开发旨在使卫星能够高效地执行传感器数据的机载计算，为效率树立新标准。
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