摘要 下一代航天器有望实现各种新应用,包括机载处理、机器学习和分散操作场景。尽管其中许多应用之前已经提出并评估过,但实际任务场景的操作约束通常要么未被考虑,要么只是初步考虑。在这里,我们介绍了一个名为 PASEOS 的开源 Python 模块,该模块能够模拟涉及一个或多个航天器的操作场景。它考虑了几种物理现象,包括热、功率、带宽和通信约束以及辐射对航天器的影响。PASEOS 既可以作为高性能导向的数值模拟运行,也可以在边缘硬件上直接以实时模式运行。我们在三种场景中展示了这些功能,一种是在 Unibap iX-10 100 卫星处理器上的实时模拟,另一种是在模拟建模整个星座在几个小时内执行任务的模拟,一种是在分散环境中训练机器学习模型。虽然我们展示了地球轨道上的任务,但 PASEOS 在概念上也设计为允许深空场景。我们的结果表明,PASEOS 可以有效地模拟所述场景,从而提供对操作考虑的洞察。我们从运行时间和开销的角度以及通过研究星座的建模温度、电池状态和通信窗口来展示这一点。通过在实际卫星处理器上运行 PASEOS,我们展示了如何将 PASEOS 直接纳入未来任务的硬件演示器中。总的来说,我们提供了第一个解决方案,可以全面模拟航天器在地球轨道及更远的地方遇到的物理约束。PASEOS 模块可在线开源,并附有大量文档,使研究人员能够快速将其纳入他们的研究中。
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