这项工作将作为第二年中心创新基金奖项目继续进行,旨在提高视觉保真度并在模拟中包含其他功能。与 Samuel Lawrence (XI) 团队、天体材料和研究探索科学 (ARES) 小组合作,为场地制作提供意见,并提供来自月球勘测轨道器 (LRO) 的最新权威数字高程地图。这与基于 SPICE 的插件相结合,该插件可以在模拟中设置日期/时间特定的星历表,并能够交换着陆器、探测车、工具和设备等地面资产,将有助于在任何拟议的感兴趣地点创建尽可能准确的环境。ARGOS 中的人机工程测试运行将用于改进混合现实界面与模型平台的性能并定义培训程序。
在欧盟 SST 背景下与美国太空商务办公室联合进行实验,收集和交换卫星观测数据。该实验涵盖了 12 颗所有轨道类型的样本卫星的 60 天收集期。交换观测数据和支持信息,并使用每个实体固有的 OD 能力构建轨道,然后进行比较。每个实体完成了三种 OD 方法组合:仅美国数据、仅 EUSST 数据和两个数据集的组合。使用精确星历表作为参考的轨道精度分析表明,在组合数据、解决数据缺口、覆盖范围、网络可用性问题和减少更新间隔时,轨道确定和传播的精度和稳健性得到了提高。有关实验的更多详细信息,请参阅 [6]。
尊敬的 Earl L. “Buddy” Carter 在轨道碎片管理方面,有许多国内和国际管辖权。这是否难以驾驭?如何简化这一过程?保护轨道运行环境以确保太空的可持续性是一个全球性问题,需要全球参与。这是美国领导层与业界合作制定标准实践的机会,围绕太空态势感知数据、运营商之间的通信和冲突消除活动以及如何减少轨道上碎片的产生。由于美国各政府机构独立处理轨道碎片和太空可持续性问题,因此有机会在政策制定方面密切合作,以避免冲突或重复的监管,然后在全球同行中发挥带头作用,鼓励采用美国标准做法。从 Planet 的角度来看,进一步的轨道碎片计划有四个优先领域。首先,我们需要更好地模拟低地球轨道大气环境。位置不确定性仍然是低地球轨道卫星运行的一个棘手问题。使用现有的低地球轨道环境模型测量两个有碰撞风险的物体之间的距离,即使提前 24 小时预测,误差幅度有时也会高达几公里。太空运营商需要更好的大气模型和空间态势数据,以减少这些位置不确定性,消除“误报”交会警报,并尽量减少潜在碰撞所需的机动距离。各国政府和国际组织应继续鼓励行业努力验证和标准化模型,并定义其使用的最佳做法,同时投资于低地球轨道环境天体动力学建模领域的研发。其次,我们需要在太空运营商之间更好地共享数据。各国政府和国际组织应采取额外措施,鼓励私人运营商与其他运营商共享最佳精度轨道星历表。Planet 通过 GPS 和双向超高频测距对自己的卫星进行轨道测定,并以各种格式公开提供这些数据。与其他运营商透明地共享轨道星历表和处理交会数据消息的运营人员的联系信息将减少不确定性
深空立方体卫星正成为普通航天器的宝贵替代品。它们的开发可以标志着太空探索的新纪元,由于任务成本明显降低,为许多太空领域参与者拓宽了可能性。为了正确利用微型探测器,自主导航是必不可少的支柱。在此框架中,视线 (LoS) 导航是深空巡航期间状态估计的宝贵选择。视线导航是一种光学技术,基于对可见天体(例如行星)的观测,这些天体的星历表是众所周知的。这些天体的方向是通过机载光学仪器(照相机或星跟踪器)获得的,并在导航滤波器中将其与机载存储的星历表检索到的实际位置进行比较。在机载上执行完整估计程序的可能性使该技术成为自主深空立方体卫星的有效候选者。导航精度尤其取决于两个特性:观测几何和视线方向提取精度 [1]。第一个取决于任务场景,它定义了可见物体及其相对几何形状。第二个取决于成像硬件、图像处理算法以及任务几何形状。尽管可以稍微调整任务以在有利的观测几何窗口期间发生 [2],但通常它不够灵活,无法提高估计精度。因此,LoS 方向提取精度在整体导航性能中起着至关重要的作用。在此背景下,这项工作旨在正确生成合成星跟踪器图像,然后用于测试设计的 LoS 提取算法的性能。合成图像的生成取决于成像传感器和镜头的特性。对于星跟踪器,假设使用针孔相机模型。Hipparcos-2 目录用于检索可见恒星的方向,这些方向在传感器参考系中转换。恒星的视星等转换为传感器阵列上读取的光电子数量。此转换取决于传感器的特性(像素大小、填充因子、量子效率)、镜头直径和曝光时间。为了在恒星质心算法中达到亚像素精度,入射光被故意弄模糊,因此信息分散在不同的像素上。这是用高斯分布模拟的。行星的模拟不那么简单,因为形状和视星等都取决于观测几何。为了正确
本研究重点是在四体问题的背景下研究利用太阳引力进入月球区域的低能量传输轨迹。具体来说,我们探索了双圆限制四体问题 (BCR4BP) 中的动力学结构。BCR4BP 是一种有用的模型,可用于在地球-月球和太阳-地球系统的复杂动力学都很重要的情况下进行初步轨迹设计。该模型在一个模型中包含了太阳、地球和月球的引力,同时降低了星历表模型中增加的扰动带来的复杂性。我们研究了 BCR4BP 中周期和准周期轨道的存在性和稳定性。庞加莱图表示来自这些轨道的流形结构信息,并允许构建纯弹道低能量传输到月球区域。这项研究的结果表明,利用 BCR4BP 中的动态结构有助于在地月空间中构建复杂的低能量传输。将这三个物体的引力纳入一个模型中,可以在设计过程中提供直观的理解。此外,展示这种设计策略在构建多种类型的地月轨道传输方面的灵活性可能会为未来的设计提供参考。
破译火星极地冰盖的起源和演化,有助于我们更好地了解火星的气候系统,并将成为类地行星比较气候学的一大进步。随着科学界对火星高纬度地区探索的兴趣日益浓厚,以及需要尽量减少着陆器和探测车上的资源,这促使人们需要从轨道上获得足够的导航支持。在 ARES4SC 研究的背景下,我们提出了一个基于星座的新概念,该星座可以支持致力于对这些地区进行科学研究的不同类型用户的自主导航。我们研究了两个星座,它们的主要区别在于半长轴和轨道倾角,由 5 颗小型卫星组成(基于 Argotec 正在开发的 SmallSats 设计),专门覆盖火星极地地区。我们专注于卫星间链路 (ISL) 的架构,这是提供星历表和时间同步以广播导航信息的关键元素。我们的概念基于适当配置的相干链路,这种链路能够抑制星载时钟不稳定性的不利影响,并在星座节点之间提供出色的距离率精度。数据质量使两个星座在一个高度自主的系统下都能获得良好的定位性能。事实上,我们表明,通过采用 ISL 通信架构可以大大减少地面支持。通过主航天器(母航天器),星座节点上的时钟可以定期与地面时间 (TT) 同步,主航天器是星座中唯一能够与地球进行无线电通信的元素。我们报告了不同操作场景中的数值模拟结果,并表明可以使用批量顺序滤波器或具有重叠弧的批量滤波器为星座节点获得非常高质量的轨道重建,这些滤波器可以在母航天器上实施,从而实现高度的导航自主性。利用这一概念来评估可实现的定位精度对于评估未来定位系统覆盖红色星球的可行性至关重要。
美国和欧盟公共 SSA 服务的技术比较 Mariel Borowitz 美国国家海洋与大气管理局 (NOAA) Cristina Pérez Hernández 西班牙空间局 (AEE) Matt Hejduk 航空航天公司 Aurélie Gillet 欧盟空间监视与跟踪伙伴关系 (EU SST) Monique Moury 法国国家空间研究中心 (CNES) Pascal Faucher 法国国家空间研究中心 (CNES) 执行摘要 轨道上的航天器数量正在迅速增加,为地球上的人类提供关键的通信、地球观测、全球导航和其他服务。与此同时,航天领域正在看到新进入者和新技术的开发。这种活动的增加有利于全球经济和国家安全,但也导致轨道拥堵加剧和意外碰撞的可能性增加。此类碰撞将终止相关任务并产生可能对其他航天器构成威胁的碎片。为了确保这一环境的安全性和可持续性,全球航天器运营商必须能够可靠地获得航天安全服务。欧盟空间监视和跟踪 (EU SST) 和美国空间交通协调系统 (TraCSS) 计划就是为满足这一需求而创建的。这两个系统都免费为世界各地的航天器所有者/运营商提供空间态势感知 (SSA) 服务。这两个组织的目标是支持航天安全和可持续性。这两个组织还与商业 SSA 行业密切合作,利用其政府系统中的商业数据和/或功能,并鼓励商业 SSA 部门提供服务以增强政府提供的 SSA 安全服务。欧盟 SST 和 TraCSS 认识到,为了使航天器运营商有效地使用政府服务,以及为了使商业 SSA 提供商制定市场战略,他们需要清楚地了解政府将免费提供的服务。这项由欧盟 SST 和 TraCSS 官员进行的研究旨在提供这种清晰度。它描述了每个项目提供的服务,并分析了它们之间的相似点和不同点。总体而言,研究发现,欧盟 SST 和 TraCSS 提供的服务大体一致,特别是在轨道防撞服务方面。但也存在一些差异,例如美国对与常规机动相关的候选机动的筛选以及异常报告。在目前存在差异的一些领域,未来这两个系统可能会更加一致;欧盟目前提供再入服务,而美国计划在项目的未来阶段提供此类服务。同样,美国将提供 SSA 数据和信息作为服务,欧盟正在考虑在未来增加这一功能。这两个系统都预计政府服务提供将随着航天工业不断变化的需求而不断发展。因此,本文重点介绍了目前正在考虑或开发的潜在服务,例如发射防撞和改进的所有者-运营商星历表。欧盟 SST 和 TraCSS 致力于与世界各地的航天参与者密切合作,以支持航天部门的持续安全和可持续发展。这项研究旨在朝着持续的透明度和参与迈出一步,其目的是继续作为一个全球社区共同努力实现这些目标。