美国太空部队于 2019 年 12 月成立,其任务是保卫和保护美国在太空的利益。到目前为止,该任务的范围一直局限于近地,大约在地球静止轨道范围(22,236 英里)。随着美国公共和私营部门的新业务延伸到地月空间,美国太空部队的关注范围将扩大到 272,000 英里甚至更远——范围增加了十倍以上,服务量增加了 1,000 倍。美国空军现在在该地区承担着更大的太空领域感知 (SDA) 监视任务,但其当前的能力和架构受到技术和为传统任务设计的架构的限制……随着 NASA 的人类存在从国际空间站延伸到月球表面、地月空间和行星际目的地,随着美国空军组织、训练和装备以提供保护和捍卫地球轨道内外重要美国利益所需的资源,新的合作将成为在这些遥远边境安全运作的关键。[强调添加] [1]
随着地月空间民用和国防基础设施的不断扩大,有效的轨迹规划技术将成为地月空间探索的关键组成部分。通过在地月空间快速部署资产来应对可能存在的威胁,需要一种能够快速向决策者提供多种可行轨迹选项的方法。本研究展示了一种使用聚类和其他机器学习技术快速生成穿越地月空间的候选轨迹的过程。本文介绍了几种在各种周期轨道之间自主构建转移的示例。本研究侧重于减少用户输入以开发轨迹,而传统方法则需要行业专家进行耗时的分析。与近地动力学相比,敏感的地月动力学是一种新范式,本研究试图利用新技术应对有效评估和生成穿越该空间的可行路径的挑战。
中华人民共和国 (PRC) 已在地月空间技术和任务的研发方面投入了大量资金,从登陆月球背面到国际月球研究站。在其太空叙事中,中国主张和平利用外层空间,并遵守国际空间法,即不将外层空间武器化,不否认任何外层空间的领土主权,这与 1967 年的《外层空间条约》相一致;然而,美国实体对中国在地月空间的存在表示担忧。本报告重点关注地球静止轨道以外的区域,包括月球轨道的上限高度,总结了中国过去、现在和未来的地月空间活动。然后,报告通过分析官方文件和新闻稿以及官员的声明,讨论了中华人民共和国开展这些地月空间活动的动机——国际和国内声望、科学发现、经济利益和军事优势。报告最后讨论了对中美太空竞争的影响,包括地月空间规范和治理、太空领域意识以及知识共享和协调。
米切尔航空航天研究所是一家独立的、无党派的政策研究机构,旨在促进人们对利用空中、太空和网络空间领域的国家安全优势的理解。米切尔研究所的目标是:1) 向公众宣传航空航天力量在实现美国全球利益方面的优势;2) 向关键决策者介绍利用空中、太空和网络空间领域所产生的政策选择,以及保持美国作为世界领先航空航天国家地位的必要投资的重要性;3) 培养了解在空中、太空和网络空间开展行动优势的未来政策领导者。米切尔研究所坚持不在其研究和学习工作中提倡特定专有系统或特定公司的政策。
二体问题和三体问题:对于在地心轨道上绕地球运行的卫星,影响其路径的力是众所周知的。在二体问题中,主要因素是两个天体(在本例中为地球和卫星)的质量以及它们之间的距离。在这种轨道下,有控制卫星运动的解方程。然而,在地月轨道下,月球的额外引力使运动方程变得非常复杂。在三体问题中,主要因素是三个天体(现在是地球、卫星和月球)的质量以及地球与月球、地球与卫星、月球与卫星之间的距离。三体问题中物体的轨迹没有通用解。在地月轨道下,有几个特殊位置,地球和月球的引力平衡并达到平衡。这些位置称为拉格朗日点。
Thomas Joyce 亚利桑那大学天文系、物理系月球与行星实验室 Ryland Phipps 亚利桑那大学航空航天与机械工程系 Craig Jacobson 亚利桑那大学月球与行星实验室 Tanner Campbell 亚利桑那大学航空航天与机械工程系 / 月球与行星实验室 Adam Battle 亚利桑那大学月球与行星实验室 Daniel Estévez 博士 独立研究员,西班牙 Roberto Furfaro 教授 亚利桑那大学系统与工业工程系、航空航天与机械工程系 Vishnu Reddy 教授 亚利桑那大学月球与行星实验室
出版物: [1] N. Rodriguez-Alvarez 等人,“前馈神经网络去噪应用于 Goldstone 太阳系雷达图像”,遥感,2022 年 2 月 [2] CG Lee 等人,“地月空间碎片雷达的能力和可行性”,IEEE 航空航天 2023 [3] Y.-M. Yang 等人,“使用深空网络和开环跟踪测量实现地月目标检测”,IEEE 航空航天 2023 [4] CG Lee 等人,“带有 GSSR 的地基地月空间碎片雷达”,IGARSS 2023 - 2023 IEEE 国际地球科学与遥感研讨会,2023 年 [5] Y.-M. Yang 等人,“背景杂波对使用深空网络开环跟踪测量进行地月目标检测的影响”,IGARSS 2023 - 2023 IEEE 国际地球科学和遥感研讨会,2023 年 PI/任务经理。联系信息:Clement Lee 818-354-5587 clement.g.lee@jpl.nasa.gov