本文提出了一种优化问题公式,以通过多航天器监测解决地月空间域感知 (SDA) 的挑战。由于关注点范围广以及动态环境丰富,传统的地球架构设计方法难以满足地月 SDA 的设计要求;因此,越来越需要在地月轨道上部署多航天器系统以实现 SDA。基于多航天器的地月 SDA 架构的设计会产生一个复杂的多目标优化问题,其中必须同时考虑航天器数量、可观测性和轨道稳定性等参数。通过使用多目标隐基因遗传算法,本研究探索了与地月 SDA 问题相关的整个设计空间。演示案例研究表明,我们的方法可以提供针对成本和效率进行优化的架构。
仅在未来十年,前往月球和月球表面的交通量预计就会大幅增加。就像国防部监测地球附近太空的活动一样,监测地球静止轨道上方的航天器对于确保操作安全以及在对手采取任何有害行动时进行归因也是必要的。CHPS 将为太空部队提供急需的太空领域感知数据,并协助 NASA 完成将宇航员安全降落在月球上的任务,以及识别和跟踪潜在危险的近地小行星。
地月空间的定义可能会影响国家政策和计划、商业投资和更广泛的国际理解。迄今为止,尚未就地月空间的划界达成共识,为了确保有登月计划的实体不会各自为政,建立地月空间的正式定义可能是联合国采取的一项宝贵行动。虽然中国、俄罗斯和美国偶尔会在公开文件或声明中提到地月空间的界限,但其他国家似乎并没有具体而一致地定义地月空间。虽然许多民用空间组织和大学似乎都撰写了有关地月空间技术方面的文章,但政策制定者和更广泛的国际社会尚未就地月空间达成一致的技术定义。这可能是因为没有明确的“海岸线”或距离地球的距离,在该距离处空间环境的性质不会发生显著变化以将其指定为地月空间。
采用 PSM 代表着地月空间 SDA 实施方式的重大转变,即从被动应对转变为主动应对。这一策略不仅仅只是对检测到的威胁或异常做出反应,还可以预测和预防潜在的碰撞和其他危险。随着地月空间的活动日益多样化,维护该地区的安全至关重要。PSM 的应用为实现这些目标提供了一个强大的框架,提供了一种可扩展且适应性强的解决方案,可以随着地月操作日益增长的需求而发展。这种主动的 SDA 方法不仅可以保障正在进行的任务,还可以为地月空间的可持续发展奠定基础,确保这一关键区域对子孙后代来说仍然是可进入和安全的。
1. 可追溯至协调世界时(UTC);2. 足够精确以支持精密导航和科学研究;3. 能够适应与地球失去联系的情况;4. 可扩展至地月系统以外的空间环境。联邦机构将开发天体时间标准化,最初重点关注月球表面和地月空间运行的任务,并具有足够的可追溯性以支持前往其他天体的任务。美国宇航局将与商务部、国防部、国务院和交通部协调,在 2026 年 12 月 31 日之前向总统行政办公室提供实施月球计时标准化的最终战略。美国宇航局还将在 2024 年 12 月 31 日之前将本备忘录中所述的协调月球时 (LTC) 纳入其年度月球到火星架构概念审查周期的一部分。这些任务将得到由美国宇航局和国家空间委员会共同领导的国家地月科技分机构工作组的支持和指导,并重点关注国家地月科技战略的第 4 个目标:
蓝色起源 2-5 30 XXXXX Cislunar Industries Crescent Space Services 2-5 30 Fibertek 2-5 30 Firefly Aerospace GITAI USA 50* Helios Project Ltd X Honeybee Robotics X ICON Technology, Inc. 诺基亚 2-5 30 诺斯罗普·格鲁曼 Redwire Space X SpaceX 2-5 30 10 XX
如今,SSI 专注于六个任务领域:空间态势感知(对空间活动的观察)、空间操作保障(在空间中进行的活动以降低风险)、发射和再入、网络和频谱、载人航天和地月空间。地月空间是 SSI 的新正式重点——我们对企业中多个参与者发出的在那里建立可持续生态系统的明确需求信号的回应。它在 2024 年版的纲要中拥有自己的章节,我们的其他重点领域也是如此。同样新的是发射和再入安全建议,用于改进和验证再入模型,支持对航天排放的全球影响的研究,并将环境影响纳入设计考虑。
太空探索仍然是美国两党团结一致的优先事项,旨在推动技术进步、通过对大小型企业的投资来发展美国经济并激励全球人民。NASA 领导着最成功、技术最复杂的现代国际合作伙伴关系之一——国际空间站 (ISS),该空间站最近庆祝了人类在低地球轨道 (LEO) 持续存在 20 周年。阿尔忒弥斯计划将继续我们在太空探索领域的全球领导地位,我们将重返月球,进一步探索地月空间,并最终登陆火星。NASA 大胆与国际空间站商业机组人员和货运服务建立公私合作伙伴关系,共同开展载人航天飞行,这增强了低地球轨道太空经济,并为阿尔忒弥斯建立新的地月经济铺平了道路,该经济越来越依赖以 NASA 为客户的私营部门。