我讨论了当前的低地球轨道人造卫星数量,并表明拟议的约 12,000 颗 Starlink 互联网卫星的“巨型星座”将占据 600 公里以下的地球轨道下部,其纬度相关面数密度在大气质量 < 2 时为每平方度 0.005 到 0.01 个物体。如此大的低空卫星在地面观察者看来非常明亮,而最初的 Starlink 卫星是肉眼可见的物体。我根据纬度、一年中的时间和夜晚的时间模拟了预期的照明卫星数量,并总结了地面天文学可能产生的一系列影响。在冬季,在主要天文台典型的低纬度地区,卫星在半夜的六个小时内不会被照亮。然而,在中纬度(45-55 度,例如欧洲大部分地区)黄昏附近的低海拔地区,黑暗地点的肉眼观察者可能同时看到数百颗卫星。
本报告评估了位于低地球轨道的非地球静止卫星随机和受控(有针对性)再入大气层时产生的碎片对地面人员和飞机上人员的风险,以及将这些卫星送入轨道的运载火箭。联邦航空管理局将其审查范围限制在低地球轨道卫星星座的再入大气层,因为目前对发射到中地球轨道 (MEO) 及以上轨道的卫星的处置做法不包括再入大气层。此外,虽然所有非地球静止卫星的发射和处置都存在碎片风险(来自卫星和任何运载火箭部件),但出于本报告中讨论的原因,大型卫星星座的发射和处置,而不是单个卫星,对地面人员和飞机上人员构成最大风险。由于大型星座是“非地球静止卫星数量呈指数增长”的原因,本报告重点关注与低地球轨道大型卫星星座碎片再入相关的碎片风险。报告的估算基于这样的假设:截至2021年3月向美国联邦通信委员会(FCC)提交的申请中提出的12个大型卫星星座将于2035年全面建成并在轨道上运行,并将根据卫星的设计寿命脱离轨道进行处置。
地球轨道更加拥挤,拥挤会导致两个轨道物体发生碰撞的概率增加。就像我们重视地球的环境保护一样,以地球为中心的太空产业的未来必须安全和可持续地进行。空间领域感知 (SDA) 和空间交通管理 (STM) 是近乎实时的连续操作,需要不断努力,部分原因是轨道体具有类似天气的混乱性质。太阳辐射压力、驻留空间物体 (RSO) 姿态、轨道机动、大气密度波动和排气等因素与传播模型有巨大不同。从根本上说,对地球轨道上的所有物体有精确、实时和整体感知的唯一方法是建立一个网络来持续监测它。自动化是这种监视网络的关键。空间监视网络 (SSN) 提供了用于 SDA 的大部分数据。 SSN 可探测、跟踪、识别并维护地球轨道上超过 26,000 个物体的目录 [1]。space-track.org 上公开的目录是美国太空司令部 (USSPACECOM) 致力于信息共享以促进安全和可持续的太空环境的一部分。
多年来,地面分布式拒绝服务(DDOS)攻击主要使用了由数千台折衷计算机组成的“僵尸网络”来破坏整个Internet的服务[7]。对空间的攻击似乎是不成比例的,但是计划了数千个卫星星座。因此,值得检查这些星座是否可能代表相同的威胁。他们将以略有不同的原则运作,依靠以下事实:有一个足够密集的星座,总会有一颗卫星靠近受害者卫星和地面之间的界线,而干扰最强。但是,存在相同的攻击矢量:成千上万的近乎相同的系统通过直接(传输到卫星,瞄准远程管理接口)或间接(通过地面站攻击或内部威胁)的方式可能会从地球上几乎任何地方损害。
甲烷(CH 4)是第二大最丰富的人为温室气体,贡献了全球变暖。在过去20年中,其全球变暖潜力估计是二氧化碳(CO 2)的80倍。要获得碳排放量为零的全球净净值,重要的是监视和管理全球甲烷排放的点源。我们介绍了第一个称为纳尔沙(Narsha)的第一个韩国太空传播甲烷监测平台开发项目。与NARA太空技术,首尔国立大学的气候实验室以及韩国天文学和太空科学研究所合作,Narsha项目旨在在2026年之前开发和推出标准微卫星。微卫星系统,称为韩国甲烷监测微卫星(K3M),设计为与16U立方体标准兼容,并配备了两个光学有效载荷。主要有效载荷是在短波红外(SWIR)范围内运行的高光谱成像仪,光谱分辨率在弱甲烷吸收带(1625-1670 nm)内的光谱分辨率高于1 nm,地面采样距离(GSD)在500 km的高度下为30米。辅助有效载荷VIS/NIR相机与高光谱成像仪集成在一起,以识别其场景中的云。两个有效载荷在500公里的高度上具有大于10公里的宽度,从而实现了局部水平的监视。敏捷和精确的态度控制系统可以在任务过程中改善SNR。此外,车载处理能力和高速通信有助于传递大量的原始数据,对于检测和定量甲烷李子所必需。该提出的系统将作为LEO星座运行,以获得具有高空间和时间分辨率的全局甲烷点源数据。该数据将极大地有助于跟踪和量化全球甲烷排放,并制定一种用于全球变暖的策略。在这项研究中,我们介绍了Narsha项目,并概述了微卫星系统的设计和用于太空播甲烷监测的星座。
摘要 — 巨型卫星星座现已成为现实,包含数千个节点。然而,在非地面网络 (NTN) 中有效协调多跳路径和分布式处理任务仍然是一个巨大的挑战。将 NTN 系统集成到 5G 蜂窝网络中需要创新地调整软件定义网络 (SDN) 和多接入边缘计算 (MEC),以适应 NTN 的动态环境。在此背景下,我们提出了 MeteorNet,一种专为卫星星座设计的最先进的仿真工具。MeteorNet 通过在不同网络层上实施空间轨道、地球自转计算和 Linux 网络接口,准确地复制 NTN 的行为。结合基于 sFlow 的连续测量系统,MeteorNet 在集中式数据库中编译关键开关变量,从而为创建逼真的合成数据集提供了一种独特的方法。由于操作系统稀缺,且由于专有限制而无法从少数现有系统获取准确数据,因此合成数据集的相关性在 NTN 中至关重要。这些数据集对于制定和训练智能控制算法和机器学习 (ML) 模型以促进 NTN 中的 SDN 和 MEC 进步至关重要。为了说明这种方法的有效性,我们探索了一个具有环形拓扑的现实网络案例研究,展示了数据模型如何描述 NTN 的复杂路由和边缘计算协议。索引术语 — 卫星星座、软件定义网络、多接入边缘计算、合成数据集、机器学习。
在密码学领域,量子密钥分发 (QKD) 是量子信息理论的一种应用,近年来引起了广泛关注。它允许在两方或多方之间建立密钥,比传统密码学(基于离散对数和素数分解)更安全。在不久的将来,实现 QKD 网络(尤其是远距离网络)最有希望的方式是通过卫星星座。本文考虑了优化卫星轨道的问题,以便在固定时间内最大化地面站网络共享的最小密钥长度。考虑了不同的站网络,并强调了它们的地理分布对设计和性能指标的影响。考虑的网络包括:一个全球星座、一个欧洲区域星座,以及两个在两个不同纬度窄带中有站群的网络。然后考虑卫星间链路的影响,以及在某些情况下它们如何提高性能。最后分析了所考虑的星座的日常表现。2023 COSPAR。由 Elsevier BV 出版 这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
关于EPS-STERNA计划EPS-STERNA计划是一个新的Eumetsat任务,它将开发一个全面的系统,包括小型卫星,发射器服务和13年操作所需的地面部门。该任务旨在补充METOP-SG和NOAA JPSS极性气象卫星的微波声音观察,通过增加微波声音的观察值,并通过更高的频率通过更多的频率观察来提高全球数值天气预测(NWP)模型的准确性。此外,它将通过增加对流层湿度的记录以及增加时空采样的记录来有助于气候监测。
摘要 — 用于通信服务的卫星星座正变得越来越重要,Starlink 和 OneWeb 等多家公司都发射了由数百或数千颗卫星组成的星座。本论文研究了如何为直径约为 15 厘米的小型用户终端设计这样的星座。提出了四个星座,其中两个在 8500 公里高度,两个在 1200 公里高度。研究了在轨道平面上系统地放置卫星的方法、链路预算的方面以及国际上的相关法规。结果发现,最有利的星座是中地球轨道星座,最低仰角为 30 ◦。选择这种星座的主要原因是预算有限,无法发射大量卫星。最后,考虑了同时包含地球静止卫星和非地球静止卫星的混合星座的概念。
人们普遍认为,随着这种大型(或巨型)星座中卫星数量的增加,扩散式 LEO 星座的“弹性”会单调增加。本文结合使用分析和蒙特卡罗工具研究了多种场景,以评估意外或故意随机碎片事件(可能发生在星座的一部分)对星座其余部分产生的短期影响。结果表明,增加卫星数量可能会显著增加因碎片事件而导致的后续碰撞事件数量。因此,大型 LEO 星座可能会因相关的 SST、SSA 和 STM 活动而给所有星座带来重大成本,也可能对其他附近星座造成重大后续碰撞风险。用预期碎片增长来表征这种成本对于了解未来的 SST、SSA 和 STM 要求以及设计更具弹性的星座非常重要。我们建议进一步研究这些工具,以评估高度扩散的星座对任务性能弹性的影响,以及故意针对的动能碎裂事件的碰撞风险和弹性后果。