ADR – 主动碎片清除 ASAT – 反卫星武器 COMSATCOM – 商业卫星通信 COTS – 商用现货 DARPA – 国防高级研究计划局 DoD – 国防部 DoS – 国务院 DSS – 国防太空战略 FAA – 联邦航空管理局 FCC – 联邦通信委员会 GEO – 地球同步轨道 GPS – 全球定位系统 GSD – 地面采样距离 HEO – 高椭圆轨道 IADC – 机构间空间碎片协调委员会 ICBM – 洲际弹道导弹 IoT – 物联网 ISR – 情报、监视和侦察 ITU – 国际电信联盟 LEO – 低地球轨道 MEO – 中地球轨道 NASA – 美国国家航空航天局 NATO – 北大西洋公约组织 NDSA – 国防空间架构 NOAA – 国家海洋和大气管理局 NPRM – 拟议规则制定通知 NSSS – 国家安全太空战略 ODMSP – 轨道碎片缓解标准实践 OST – 外层空间条约 PNT – 定位、导航和授时 RPO – 会合和近距操作 SATCOM – 卫星通信 SBIR – 天基红外监视 SDA – 空间发展局 SSA – 空间态势感知 SSN – 空间监视网络 STM – 空间交通管理 UNCOPUOS – 联合国和平利用外层空间委员会 UTC – 世界协调时 WMD – 大规模杀伤性武器
CISLUNAR政权可能被认为是从地球同步地球轨道(Geo)邻里(靠近固定轨道高度)到达地球月亮卢纳(Luna)的Lagrange点的区域,但该政权中的一些关键基因座将比其他地区更为居高。近线性光环轨道(NRHOS)和LUNA本身附近提供了相对稳定性,两个对齐的Lagrange点(L1和L2)也提供了相对的稳定性,L4和L5点提供了长期的轨道稳定性以及相对简单的对太阳能的访问。这些基因座,所有这些基因座都是月球网关站或长期科学安置的可能位置,以及将这些基因座连接的所有过境路线和通信接力站点成功地扩展到人类经济活动到太空中的近期未来的关键兴趣。
科学家和预报员需要高质量的、具有全球覆盖范围的空间和时间分辨率的数据,以研究和监测世界各地的各种气象和气候现象。对于一些国家来说,这些观测数据不足和/或缺失,因为多种困难阻碍了这些数据的获取(经济、物流、技术等)。缓解这些挑战的一种尝试是利用气象卫星,自 20 世纪 50 年代末以来一直进行连续测量。它们提供了有关影响地球气候和天气的地球大气、冰冻圈、陆地、海洋和空间天气的重要信息。新的地球静止环境业务卫星系列 (GOES-R) 和联合极地卫星系统 (JPSS) 代表了卫星观测能力的重大进步。然而,由于 GOES-R 和 JPSS 中采用的先进技术已大大改善了成像效果,因此需要更多的培训和努力才能利用这些卫星进步带来的新优势。此外,GOES-R 和 JPSS 卫星将在 2030 年代投入运营,让世界各地的不同用户了解最新情况非常重要。
地面设备 传统上,卫星是通过抛物面天线进行访问和跟踪的。这种设备不太适合低地球轨道星座,因为低地球轨道星座中会有多颗卫星同时快速穿过地面接收器的视野。电子扫描孔径 (ESA) 天线,也称为电子可控天线,可以在不进行物理移动的情况下移动波束(并跟踪和访问大量卫星)。ESA 还可以设计为模块化组装,这可以让制造商生产大量用于星座地面站和消费设备的基本部件,从而提高规模经济。地面设备的其他重要进步包括新的预测分析和网络优化技术,这些技术可以更有效地利用可用的地面入口点。
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。
摘要 高吞吐量卫星 (HTS) 向较小波束 (VHTS) 的演进为每 Mbps 空间段成本设定了参考标准。新的低地球轨道 (LEO) 星座正在设计中,以解决与 GEO 卫星系统相关的延迟问题并降低每 Mbps 成本。虽然低地球轨道 (LEO) 卫星星座的固有延迟要低得多,但它要求用户终端跟踪卫星并能够在不丢失数据的情况下在卫星之间切换。这些要求对用户终端提出了更高的价格(与固定的 GEO 用户终端相比),而这必须通过每 Mbps 更低的空间段成本来补偿。在本文中,我们将介绍针对宽带应用的低地球轨道 (LEO) 卫星星座的系统设计考虑因素。 1. 简介 在过去十年中,随着宽带地面和移动网络服务价格大幅下降,卫星行业必须适应才能在新的充满挑战的市场条件下生存。这一演进是通过减小用户波束的大小并在地面引入类似“蜂窝”的覆盖来实现的。随着波束增益的增加,这种方法增加了每瓦每波束的总容量。除了链路预算的改善之外,蜂窝覆盖还支持通过在波束群上进行频率重用来实现总容量的显着增加。传统的 GEO 卫星点波束覆盖地面数千公里,波束宽度约为几度。这种覆盖的性质源于广播电视服务,其中生活在同一地区的所有用户都接收相同的数据。宽带服务本质上不是共享的,成功服务的主要标准是每 Mbps 的价格。第一个 HTS 系统使用的波束尺寸为 ~0.8⁰。随着竞争宽带服务的价格持续下降,波束尺寸继续减小,降至 ~0.25⁰,如图 1 所示。这一趋势代表着十年来每 Mbps 的成本降低了一个数量级。
模拟TM风是一种基于微型高分辨率,广阔场,热发射光谱仪器改善短期天气预测的方法,该方法将提供高(3-4 km)水平和垂直(1 km)空间分辨率的全球对流层垂直谱图。可以在27U级的立方体或ESPA级的微卫星上适应其尺寸非常小,质量和最小冷却要求。较低的制造和发射成本使Leo Sun同步发声星座可以共同提供频繁(1-2小时)的刷新速率或频繁,垂直解决的对流层风观测。这些观察结果与当前和新兴的环境观察系统具有很高的互补性,并将提供高垂直和水平分辨率的组合,目前正在运行中的任何其他环境观察系统都没有提供。米斯TM风提供的光谱遥感测量值类似于由BAE Systems构建的NASA大气红外声音(AIRS),目前在Aqua Satellite上运行。Airs一直在提供精心校准的红外光谱光谱观测,用于天气,气候研究和操作天气预报已有十多年了。这些新的观察结果,当被吸收到高分辨率的数值天气模型中时,将彻底改变短期和恶劣的天气预测,挽救生命,并支持能源,空中运输和农业领域的关键经济决策,其成本要低得多,比从地静止的Orbit中提供了这些相比。此外,这种观察能力将是研究水蒸气,云,污染和气溶胶的运输过程的关键工具。
