世界末日的世界情景(小行星和彗星)击中地球是动作电影和科幻书籍的饲料,但是这种事件的潜力不能仅仅被视为仅仅是小说。2022年,约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)将在行星防御方面迈出重要的一步,从而减轻直接命中的威胁,从而发展能够防止对地球产生影响。DART(双小行星重定向测试)是由APL管理的NASA任务,并在几个NASA中心的支持下。dart于2021年推出,将是动力学撞击器技术的首次演示,以改变空间中小行星的运动。作为远离地球的第一个动力学撞击器,DART将证明能够偏转CATA曲折威胁并导致影响器/重定向技术的创新。本文解释了达特的新颖性,并推断了它如何影响行星防御的未来。
*ICARE – CNRS,1C avenue de la recherche scientifique,45071 Orléans Cedex,法国。**CNES,18 avenue Edouard Belin,31401 Toulouse,法国。***Snecma,Division Moteurs Spatiaux,Forêt de Vernon,BP 802,27208 Vernon,法国。摘要 回顾了由 Snecma 开发的技术演示器 5 kW 级 PPS ® X000 霍尔效应推力器的性能特征,输入电功率范围为 1.5 kW 至 7 kW。结果表明,PPS ® X000 推力器既可以在高推力域(高达 350 mN)下运行,也可以在高比冲域(高达 3200 s)下运行。 PPS ® X000 电动推力器的双模功能使其非常适合重型地球静止通信卫星的轨道定位和定位等任务。机器人探索太阳系外行星和遥远彗星等太空任务需要超过 1 N 的推力。
我们通过机器人访客将人类的虚拟存在扩展到整个太阳系,这些机器人访客将造访其他行星及其卫星、小行星和彗星,以及被称为柯伊伯带的外围冰体。我们即将完成对太阳系的首次勘测,其中一项任务将飞越冥王星,另一项任务将造访两颗原行星,即谷神星和灶神星。我们正处于对火星的大规模调查之中,每 26 个月,当火星和地球的位置达到最佳时,就会发射一个或多个机器人任务。我们将注意力集中在巨行星的某些卫星上,在那里我们看到了有趣的表面活力迹象和内部水的迹象,我们知道在地球上,有水和能量的地方就有生命。我们从观测者到探测车再到采样返回任务,每一步都让我们更接近主要目标:了解我们的起源,了解太阳系其他地方是否存在生命,为人类对月球、火星及更远地方的探险做好准备。
火星登陆任务有多种不同的方式,每种方式都有各自的优缺点。典型的火星登陆任务始于利用土星五号和航天飞机将行星飞行器部件送入地球轨道 (1)。在地球轨道上组装完整的行星飞行器 (2) 后,任务的地球出发阶段开始 (3)。然后,火星飞行器开始为期 270 天的火星之旅。这绝不是任务的空闲阶段。除了对火星进行观测外,在地球到火星和火星到地球的旅程中,还将进行许多其他具有重要科学意义的实验和测量。航天器代表着太空中的载人实验室,不受地球的干扰影响。将有两个观察点,即地球和航天器,这一事实允许进行多项关于行星际环境的时间和空间特征的实验。此外,该航天器还可用于补充和扩展从地球轨道空间站进行的众多观测,特别是在天文学领域。例如,它有可能首次观测到尚未确定的彗星。
火星登陆任务有多种不同的方式,每种方式都有各自的优缺点。典型的火星登陆任务始于利用土星五号和航天飞机将行星飞行器部件送入地球轨道 (1)。在地球轨道上组装完整的行星飞行器 (2) 后,任务的地球出发阶段开始 (3)。火星飞行器随后开始为期 270 天的火星之旅。这绝不是任务的空闲阶段。除了对火星进行观测外,在地球到火星和火星到地球的旅程中,还将进行许多其他具有重要科学意义的实验和测量。航天器代表着太空中的载人实验室,不受地球的干扰影响。将有两个观察点,即地球和航天器,这一事实允许进行多项关于行星际环境的时间和空间特征的实验。此外,该航天器还可用于补充和扩展从地球轨道空间站进行的众多观测,特别是在天文学领域。例如,它有可能首次观测到尚未确定的彗星。
需要强大的相对导航系统和传感器来确保成功完成航天器与小天体(小行星、彗星)的自主会合操作、航天器近端/对接机动以及行星体进入、下降和着陆 (EDL) 任务。在过去 5 年内,全局快门闪光激光雷达已成为这些相对导航任务领域的首选传感器。与其他激光雷达模式相比,全局快门闪光激光雷达具有出色的尺寸、重量和功率 (SWaP) 性能,能够生成实时组织的点云并同时跟踪多个物体。首批使用由 Advanced Scientific Concepts LLC (ASC) 设计和制造的全局快门闪光激光雷达相对导航传感器的两个作战太空计划是 NASA/洛克希德马丁 OSRIS-Rex 和 NASA/波音的 CST-100 Starliner(载人航天运输)任务。 OSIRS-REx 任务尤其令人感兴趣,因为这是首次收集闪光激光雷达深空可靠性数据。
本文介绍了一种新开发的基于物理的成像模拟器环境 SISPO 的架构和功能,该环境专为小型太阳系天体飞越和类地行星表面任务模拟而开发。该图像模拟器利用开源 3-D 可视化系统 Blender 及其 Cycles 渲染引擎,支持基于物理的渲染功能和程序微多边形位移纹理生成。该模拟器专注于逼真的表面渲染,并具有补充模型,可为彗星和活跃小行星生成逼真的尘埃和气体环境光学模型。该框架还包括用于模拟最常见图像像差的工具,例如切向和矢状散光、内部和外部彗形像差以及简单的几何畸变。该模型框架的主要目标是通过更好地模拟成像仪器性能表征、协助任务规划和开发计算机视觉算法来支持小型太空任务设计。 SISPO 允许模拟轨迹、光线参数和相机的固有参数。
1. 简介 地球轨道上的太空活动会产生天然流星体和空间碎片。流星体是由彗星和小行星产生的。流星体绕太阳运行,迅速经过地球并离开地球附近,导致流星体与航天器相撞的流量(每年每单位面积撞击物体的数量)相当连续。流星体对航天器的危害很小,因为它们主要是小颗粒。空间碎片由人造物体组成,现在和未来几年都无法发挥有用的作用。这些空间碎片包括非运行卫星、火箭上面级、因意外或故意碰撞和爆炸而解体产生的碎片、火箭尾气中的铝颗粒等。空间碎片绕地球运行并保持在轨道上,直到大气阻力和其他扰动力最终导致其轨道衰减到大气层中。由于大气阻力随着高度的增加而减小,大约 600 公里以上轨道上的大型碎片可以在轨道上停留数十年、数千年甚至数百万年。 (1)近年来,随着航天事业的进步,空间垃圾问题日益凸显。
近年来,许多探测器被发射到月球、行星、小行星和彗星进行科学观测。许多探测器都携带了光探测和测距 (LIDAR) 系统,其测量范围从几十公里到几百公里 [1, 2, 3, 4, 5]。我们已经为远程 LIDAR 接收器开发了定制 IC“LIDARX”,它将安装在火星卫星探测器 (MMX) [6] 上。另一方面,如果航天器降落在月球或行星上进行科学观测或资源勘探,航天器的着陆点通常是未开发地点,这些地点可能并不总是着陆的理想地点。在这些未开发地点进行精确着陆需要三维 (3D) 图像,以便在着陆前立即测量地形、避障和检测相对于地面的姿态。美国宇航局的自主着陆和避险技术 (ALHAT) 项目正在开发一种系统,用于快速自主地识别未来行星着陆装置 GN&C 的安全着陆点 [7, 8, 9]。在 ALHAT 中,Flash LIDAR [10, 11, 12, 13] 被定位为障碍物检测的重要传感器。作为一个典型的例子,2016 年发射的 OSIRIS-REx 使用 Flash LIDAR 进行制导、导航和控制 [14, 15, 16, 17]。Flash LIDAR 是一种以类似于闪光摄影的方式捕获 3D 图像的传感器,通过将激光脉冲散射并照射到相机的视场上,相机会