歐卡衛星

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歐卡衛星（Orbiting Configurable Artificial Star,ORCAS），又稱為「軌道可配置人造星」，是一系列與地面觀測站緊密配合的天文觀測6U立方衛星。

本來，這類天文觀測任務屬於旗艦級衛星並且往往造價昂貴，而歐卡衛星以小衛星的製造和發射成本，提供了與旗艦級衛星媲美的角度分辨率和觀測靈敏度。通過實現自適應光學和通量校準觀測，歐卡衛星將提供高度詳細的圖像，首次開啟探測超大質量黑洞群的能力，並通過觀測距離我們100億光年外超新星來幫助科學家解讀暗能量。它將將大大改善宇宙學測量的光度校準水平，還在許多細節上有所進步。

歐卡衛星與W.M.Keck天文台（W.M.Keck Observatory）密切合作，向所有天文學家提供高質量的觀測手段。可以預見，產生的觀察結果將帶來科學新發現，同時補充和擴展哈勃望遠鏡、詹姆斯·韋伯空間望遠鏡等旗艦級衛星的觀測。

科學目標

總的來說，ORCAS任務嘗試解決2010年度困擾天文學界的三大課題中的兩個：「宇宙黎明：尋找第一顆恆星、星系和黑洞」和「宇宙物理學：理解演化原理」。這兩個課題指向了兩個痛點：

通過原星系的合併以及對恆星的吸積，超大質量的黑洞得以存在和增長。但人類想要進一步觀察它們時，當前觀測手段的角度分辨率和靈敏度明顯不足；

宇宙暗能量同樣是一個謎，隨着測量方法的改進和不同理論的出現，它變得越來越神秘，需要更精確數據支持。光度校準是目前暗能量測量中最大的誤差項之一。ORCAS在角分辨率和靈敏度方面探索了一種新的參數機制，為這些問題帶來了巨大的進步。

具體而言，ORCAS的設計目的是：

識別和表徵活活躍星系核（AGN）速度場分布和物理結構，特別是在M87*星系和包含兩個或更多核的星系；

解決宇宙暗能量測量中的差異，包括對高紅移超新星（Supernovae,SNe）的光譜觀測，以及對所有SNe的通量校準的改進；

利用校準結果，研究高紅移星繫結構、星周盤、系外行星形成和太陽系物體。

ORCAS AS3 Report詳細提供了歐卡任務的科學目標，以及其可實現的具體科學目標。進一步，文件說明，歐卡任務在合理的時間框架和預算內實現其科學目標是可行和穩健的。最後，報告介紹了技術細節和主要子系統，包括航天器、有效載荷、地面要素、任務運行等，並表明它們能夠滿足科學目標。

工程細節

科學目標時通過太空和地面站的組合得以實現的。藉助衛星，W.M.Keck天文台的10 m口徑望遠鏡能夠在可見光和近紅外波長上實現高性能自適應光學（Adaptive Optics,AO）觀測。

衛星包括一個商業ESPA Grande級總線，帶有太陽能電力推進（SEP），攜帶一個改進的商業激光模塊作為AO信標和光度校準器。衛星處於周期為5天的高偏心率橢圓軌道上，使每個軌道周期內有3個AO觀測機會，航天器每次保持在AO性能良好的區域的時間持續約數小時（與目標偏角和波長相關）。

該總線通過GPS系統進行增強，使歐卡衛星的預測軌道根數置於±3毫弧秒（3σ）以內。歐卡衛星將在其3年的任務壽命中實現約300次AO觀測和1500次光度觀測。

Nanosats信息

無線電頻率（RF）領域的示範技術。航天器之間的通信以及隨後航天器與地面的通信在RF方面取得了許多進步。空間通信帶來了衛星應用的增長，通過自動化提高了對地面控制的需求。