美国太空部队于 2019 年 12 月成立,其任务是保卫和保护美国在太空的利益。到目前为止,该任务的范围一直局限于近地,大约在地球静止轨道范围(22,236 英里)。随着美国公共和私营部门的新业务延伸到地月空间,美国太空部队的关注范围将扩大到 272,000 英里甚至更远——范围增加了十倍以上,服务量增加了 1,000 倍。美国空军现在在该地区承担着更大的太空领域感知 (SDA) 监视任务,但其当前的能力和架构受到技术和为传统任务设计的架构的限制……随着 NASA 的人类存在从国际空间站延伸到月球表面、地月空间和行星际目的地,随着美国空军组织、训练和装备以提供保护和捍卫地球轨道内外重要美国利益所需的资源,新的合作将成为在这些遥远边境安全运作的关键。[强调添加] [1]
在2024年3月1日至2日,来自加拿大不列颠哥伦比亚省盐泉岛的各种背景,学科和国家 /地区的专家讨论了月球上的活动引起的现有且可预见的安全性挑战。车间和随附的研究,分析和咨询是由太空安全网(SSN)和外层空间研究所(OSI)进行的。SSN总部位于不列颠哥伦比亚大学的温哥华,并得到了加拿大国防部动员国防与安全(Minds)计划的武器长度赠款的支持。OSI是一个全球研究人员的网络,他们致力于跨学科研究的承诺,以应对人类对外太空的使用和探索面临的巨大挑战。研讨会以“ Moby对Lunar和Cislunar Security的建议”采用,该讲习班以研讨会的晚餐场所之一的名字命名。建议的预期受众广泛,包括政府,行业以及政府间和非政府组织。建议在本报告的末尾复制。
初始轨道测定(IOD)是Cislunar制度中日益相关的问题,在该制度中,混乱的动力学会降低经典IOD方法的性能。在这项调查中,提出了一个端到端Cislunar IOD过程的框架,其中包含了仅角度的观察,该观察值模拟了机会检测方案。列表机器学习技术以帮助复杂的Cislunar IOD过程,这项工作为Cislunar Orbit确定(MCCLOD)模型提供了机器分类器,该模型采用神经网络,将有关循环限制性三体性问题(CRTBP)的神经网络注入有关已知的多体动态结构的信息。在高保真动力学环境中,新型的mcClod iod工艺直接与Earth-moon L 1和L 2 Halo Orbit示例的经典两体IOD方法(Gooding)进行了比较。通过回归和轨道分类实施两个神经网络(NN)模型,以识别仅角度的仅角度测量的6D状态。结果模拟表明精度的急剧提高(McClod最多证明位置误差性能的两个数量级提高)和批处理最小二乘的收敛一致性。尽管“与回归的分类” NN降低了整体McClod iod性能,但模拟表明混合分类NN随后是回归NN框架在经过测试的Cislunar IOD问题中产生较低的位置误差。
随着地月空间民用和国防基础设施的不断扩大,有效的轨迹规划技术将成为地月空间探索的关键组成部分。通过在地月空间快速部署资产来应对可能存在的威胁,需要一种能够快速向决策者提供多种可行轨迹选项的方法。本研究展示了一种使用聚类和其他机器学习技术快速生成穿越地月空间的候选轨迹的过程。本文介绍了几种在各种周期轨道之间自主构建转移的示例。本研究侧重于减少用户输入以开发轨迹,而传统方法则需要行业专家进行耗时的分析。与近地动力学相比,敏感的地月动力学是一种新范式,本研究试图利用新技术应对有效评估和生成穿越该空间的可行路径的挑战。
中华人民共和国 (PRC) 已在地月空间技术和任务的研发方面投入了大量资金,从登陆月球背面到国际月球研究站。在其太空叙事中,中国主张和平利用外层空间,并遵守国际空间法,即不将外层空间武器化,不否认任何外层空间的领土主权,这与 1967 年的《外层空间条约》相一致;然而,美国实体对中国在地月空间的存在表示担忧。本报告重点关注地球静止轨道以外的区域,包括月球轨道的上限高度,总结了中国过去、现在和未来的地月空间活动。然后,报告通过分析官方文件和新闻稿以及官员的声明,讨论了中华人民共和国开展这些地月空间活动的动机——国际和国内声望、科学发现、经济利益和军事优势。报告最后讨论了对中美太空竞争的影响,包括地月空间规范和治理、太空领域意识以及知识共享和协调。
米切尔航空航天研究所是一家独立的、无党派的政策研究机构,旨在促进人们对利用空中、太空和网络空间领域的国家安全优势的理解。米切尔研究所的目标是:1) 向公众宣传航空航天力量在实现美国全球利益方面的优势;2) 向关键决策者介绍利用空中、太空和网络空间领域所产生的政策选择,以及保持美国作为世界领先航空航天国家地位的必要投资的重要性;3) 培养了解在空中、太空和网络空间开展行动优势的未来政策领导者。米切尔研究所坚持不在其研究和学习工作中提倡特定专有系统或特定公司的政策。
二体问题和三体问题:对于在地心轨道上绕地球运行的卫星,影响其路径的力是众所周知的。在二体问题中,主要因素是两个天体(在本例中为地球和卫星)的质量以及它们之间的距离。在这种轨道下,有控制卫星运动的解方程。然而,在地月轨道下,月球的额外引力使运动方程变得非常复杂。在三体问题中,主要因素是三个天体(现在是地球、卫星和月球)的质量以及地球与月球、地球与卫星、月球与卫星之间的距离。三体问题中物体的轨迹没有通用解。在地月轨道下,有几个特殊位置,地球和月球的引力平衡并达到平衡。这些位置称为拉格朗日点。
摘要 - 已经研究了使用光电仪和次级电子排放对相邻太空飞行器的无触觉感测,用于地球同步(GEO)应用。随着越来越多的任务发送到Cislunar空间,该技术也可以扩展到那里。但是,Cislunar环境的复杂性给无触摸潜在的传感技术带来了新的挑战。一个主要问题的时间比地理区域短,而在Cislunar地区可能低至10 m。因此,研究了一个在月球周围短德比区域中带电的航天器周围的电力和电势场的模型。呈现了真空(拉普拉斯)和debye -hückel模型,并使用有效的debye长度来扩展模型并更好地代表环境。先前已经在低地球轨道(LEO),安静的地理和小行星环境中研究了有效的Debye长度,但在Cislunar等离子体环境中尚未发现,并且在远距离距离的距离上可以使用电子排放率更高,比预期的距离更大。一旦建立了有效的DEBYE长度和相关模型,通过在NASCAP-2K中的计算(一种飞船 - 系数相互作用软件)中探索了有效的Debye长度和无触摸潜在传感功能之间的关系。然后使用所开发的方法来确定在具有不可忽略的静电势屏蔽的Cislunar地区被动和主动无触摸电势感应是可行的。
Thomas Joyce 亚利桑那大学天文系、物理系月球与行星实验室 Ryland Phipps 亚利桑那大学航空航天与机械工程系 Craig Jacobson 亚利桑那大学月球与行星实验室 Tanner Campbell 亚利桑那大学航空航天与机械工程系 / 月球与行星实验室 Adam Battle 亚利桑那大学月球与行星实验室 Daniel Estévez 博士 独立研究员,西班牙 Roberto Furfaro 教授 亚利桑那大学系统与工业工程系、航空航天与机械工程系 Vishnu Reddy 教授 亚利桑那大学月球与行星实验室
