最近,人们重新燃起了对极低地球轨道 (VLEO) 的兴趣,以实现卫星的持续运行,并将其作为停泊轨道,然后再将卫星提升到其运行高度,例如 Starlink。随着低地球轨道 (LEO) 的拥挤程度不断增加及其相关的碰撞风险,VLEO 可以提供一个额外的轨道区域,卫星可以在该轨道区域内享受 LEO 区域的好处,从而减轻 LEO 区域的负担。利用 VLEO 进行卫星运行有多个优势。首先,是明显的环境优势——在如此低的高度,大气阻力的增加意味着更容易、更快地实现报废脱轨。例如,在 300 公里处,无论卫星的寿命如何,卫星的寿命都将不到一年
摘要 极低地球轨道 (VLEO) 已被提议作为一种有益的太空任务模式,因为它们倾向于提高仪器的空间分辨率并降低单位质量的发射成本。然而,对于目视仪器来说,这些好处是以仪器扫描宽度减小为代价的。这种减少导致地球上某些区域的重访时间更长,实现全球覆盖的时间也更长。相反,光检测和测距 (激光雷达) 作为一种主动遥感技术,由于信噪比的提高,可以从较低海拔的较大扫描宽度中受益。对这种关系的研究表明,激光雷达扫描宽度与海拔的平方成反比,因此,提供所需激光雷达覆盖所需的航天器数量也与海拔的平方成反比。对合适推进系统的研究表明,尽管推进剂质量和维持轨道所需的推进器数量随着海拔的降低而增加,但由于所需航天器数量较少,整个系统的质量以及发射成本通常会随着海拔的降低而降低。对于给定的任务、航天器平台和推进系统,可以确定一个 VLEO 高度,从而实现最低的总任务成本。
时间分辨率会对 LEO 卫星星座可运行的高度窗口造成一些限制。600-800 公里范围内可实现的低 MRT 通常使这些高度窗口适合大多数 EO 任务。对于某些范围,高度的微小变化会导致时间分辨率性能发生显著变化。然而,有趣的是,由奇数个平面组成的 SSO 星座,每个平面由一颗卫星占据,可以为某些较低高度窗口提供显著的改进,在时间分辨率方面提供与较高高度相当的性能。在图 6 和图 7 中,Walker Delta 配置 1 的 3/3/0 在 200 至 350 公里的高度范围内的低 MRT 证明了这一点。