简介主席金(King),排名fischer的成员,委员会的杰出成员,感谢您邀请我们在今天之前作证,代表肯德尔秘书,萨尔茨曼将军和我们国家的太空队。我们继续在中国面对一个前所未有的战略竞争对手,我们的太空环境继续变得更具争议,拥挤和竞争力。我们已经看到了空间活动的指数增长,包括对立空间威胁。空军和美国太空部队的部门从根本上将我们的太空架构转变为更具弹性,增殖和整合,以满足战斗机的要求,以应对战略竞争对手日益增长的威胁。在三年的时间内,我们取得了重大进展,以改变我们的力量来应对威胁,但我们还必须完成更多的工作。对此效果,在2022年11月22日,CSO概述了三条努力,以确保太空力量在过去三年中所取得的进步保持紧迫性和动力:现场战斗力量,使太空部队具有人员,训练和设备在战斗中盛行所需的设备。扩大监护人的精神,以便太空力量吸引,发展,启发,赋权和保留在我们的组织和我们的价值观下壮成长的个人。合作伙伴赢得胜利,以便太空力量可以与Mission Partners合作,以完成我们关键的角色和职能集。这些努力确保了力量正在推进其对高端战斗的准备。,我们必须交付并赋予充分阻止的力量和能力,如果加剧失败,则占据了任何潜在的对手。如前所述,将太空架构转换为现场战斗的力量,空军和美国太空部队从根本上将我们的太空建筑转变为更具弹性,扩散和整合,以满足战斗战士的要求,以应对战略竞争者的日益严重的威胁。,我们正在积极地从建造少量强大但脆弱的大型卫星,转向增殖的弹性导弹警告 /导弹跟踪(MW / MT)体系结构。我们的弹性MW/MT专注于通过整合以前不存在的关键导弹跟踪功能来跟踪高级威胁。太空开发局(SDA)和太空系统命令(SSC)正在通过增量过程开发低地球轨道(LEO)和中等地球轨道(MEO)体系结构,该过程使我们能够合并新技术并快速地将它们置于轨道上。太空发展局本月刚刚推出了前两个LEO跟踪卫星,并在本财政年度结束时再推出6个。将在下一批
1。引言最近发出的公告,例如从美利坚合众国或法国发出的,表明空间现在已成为国防战略的明确部分。因此,需要监视关键资产,控制卫星发布等操作的控制以及对潜在或主动威胁的识别,从低地球轨道(LEO)到地球同步地球轨道(GEO)轨道。这些问题不仅与国防有关。对于平民应用也可能特别感兴趣,例如监视专用卫星(电信,观察和科学任务),交通处理,碎屑识别和跟踪。狮子座轨道特别关注越来越多的卫星占据该空间。可以轻松地跟踪轨迹,而雷达成像可以提供卫星的识别,尽管分辨率有限和深入成像[1]。光学成像可以提供互补的高分辨率图像,并评估卫星的身份,状态,动力学以及对其附近的控制。这需要具有快速转向功能的大型光圈望远镜,以跟踪快速移动的目标。自适应光学器件(AO)来补偿大气湍流。美国在此前景中发展了最先进的资产[2] [3]。本文的目的是介绍并讨论使用专用原型获得的结果。我们还展示了在此特定框架中进行图像后处理的创新工作。考虑卫星成像,后处理也是一个关键问题。Onera确实为法国国防机构开发了自适应光学(AO)辅助图像仪的原型。该系统也已被利用以证明LEO卫星到地面光学电信[4]。的确,LEO卫星在地面光学电信方面面临着类似的问题,即在类似目标上对AO进行湍流的跟踪和补偿。AO板凳位于observatoire de la cote d'Azur(OCA)的MEO望远镜上,考虑了Leo卫星成像或光学电信,该性能很大程度上取决于由卫星雪橇率驱动的湍流的快速时间演化。因此,我们已经开发了一个基于GPU-CPU的实时控制器,以减少循环延迟,从而减少时间误差。该控制器还提供了支持局部自动化的实施的灵活性,以此作为快速发展条件的答案。因此,我们利用了在天文学和生物医学成像中所做的最新工作[5] [6] [7] [8],开发了专用的盲目反向卷积算法。我们首先简要描述AO设置。我们讨论系统要求和AO系统设计权衡。然后,我们讨论了对民用狮子座卫星的后期处理,并提供了当前的结果。
1. 引言 最近,美国和法国等国家发布的声明表明,太空现已成为国防战略的明确组成部分。因此,从低地球轨道 (LEO) 到地球同步轨道 (GEO),都需要监控关键资产、控制卫星发射等操作以及识别潜在或主动威胁。这些问题不仅对国防很重要,还可能对民用应用特别重要,例如监控专用卫星(电信、观测和科学任务)、交通处理、碎片识别和跟踪。低地球轨道尤其令人担忧,因为占据这一空间的卫星数量越来越多。借助雷达探测,可以轻松跟踪轨迹,而雷达成像可以提供卫星识别,尽管分辨率有限且成像深度有限 [1]。光学成像可以提供互补的高分辨率图像,并评估卫星的身份、状态、动态及其附近区域的控制。这需要具有快速转向能力的大口径望远镜来跟踪快速移动的目标。然后需要自适应光学 (AO) 来补偿大气湍流。因此,美国已经开发了这一领域的先进资产 [2][3]。本文的目的是展示和讨论使用专用原型获得的结果。我们还介绍了在这个特定框架下进行图像后处理的创新工作。Onera 确实为法国国防部开发了一种自适应光学 (AO) 辅助低地球轨道卫星成像仪原型。该系统还被用于演示低地球轨道卫星对地光通信 [4]。事实上,低地球轨道卫星空对地光通信在类似目标上面临着类似的问题,即使用自适应光学跟踪和补偿湍流。自适应光学台位于法国蔚蓝海岸天文台 (OCA) 的 MeO 望远镜上。考虑到低地球轨道卫星成像或光通信,其性能在很大程度上取决于卫星旋转速率驱动的湍流的快速时间演变。因此,我们开发了一种基于 GPU-CPU 的实时控制器,以减少循环延迟,从而减少时间误差。该控制器还提供了灵活性,以支持部分自动化的实施,以应对快速变化的情况。考虑到卫星成像,后处理也是一个关键问题。因此,我们利用天文学和生物医学成像领域的最新研究成果开发了专用的盲反卷积算法 [5][6][7][8]。我们首先简要介绍 AO 设置。我们讨论了系统要求和 AO 系统设计权衡。然后,我们讨论了后处理并介绍了在民用 LEO 卫星上获得的当前结果。
80 戊-1-铵 ( m = 4),81 己-1-铵 ( m = 5),81 庚-1-铵 ( m = 6),82 辛-1-铵 ( m = 7),82 壬-1-铵 ( m = 8);82 癸-1-铵 ( m = 9),82, 83 十一-1-铵 ( m = 10);83 RP2,2-(甲硫基)乙胺 (MTEA);84 RP3,烯丙基铵 (ALA);85 RP4,丁-3-炔-1-铵 (BYA);86 RP5,2-氟乙基铵;87 RP6,异丁基铵 (iso-BA);88 RP7,4-丁酸铵 (GABA);89 RP8,5-戊酸铵 (5-AVA); 90 RP9,杂原子取代的烷基铵;91 RP10,环丙基铵;92, 93 RP11,环丁基铵;92, 93 RP12,环戊基铵;92, 93 RP13,环己基铵;92, 93 RP14,环己基甲基铵;94 RP15,2-(1-环己烯基)乙基铵;95, 96 RP16,(羧基)环己基甲基铵 (TRA);97 RP17,苯基三甲基铵 (PTA);98 RP18,苄基铵 (BZA);99-104 RP19,苯乙铵 (PEA);50, 100, 101, 105-108 RP20,丙基苯基铵 (PPA); 100, 101 RP21,4-甲基苄基铵;109 RP22,4-氟苯乙铵 (F-PEA);106, 110-113 RP23,2-(4-氯苯基) 乙铵 (Cl-PEA);111 RP24,2-(4-溴苯基) 乙铵 (Br-PEA);111 RP25,全氟苯乙铵 (F5-PEA);114 RP26,4-甲氧基苯乙铵 (MeO-PEA);112 RP27,2-(4-芪基)乙铵 (SA);115 RP28,2-(4-(3-氟)芪基)乙铵 (FSA); 115 RP29,2-噻吩基甲基铵 (ThMA);116 RP30,2-(2-噻吩基)乙铵;116 RP31,2-(4'-甲基-5'-(7-(3-甲基噻吩-2-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑-4-基)-[2,2'-联噻吩]-5-基)乙-1-铵 (BTM);117 RP32,1-(2-萘基)甲铵 (NMA);118 RP33,2-(2-萘基)乙铵 (NEA);118 RP34,萘-O-乙铵;119 RP35,芘-O-乙铵;119 RP36,苝-O-乙铵; 119 RP37,3-碘吡啶(IPy);97 RP38,咔唑烷基铵(CA-C4)。120 DJ 相:DJ1,丙烷-1,3-二胺(PDA,m = 3);121 丁烷-1,4-二胺(BDA,m = 4);122-126 戊烷-1,5-二胺(m = 5);125 己烷-1,6-二胺(HDA,m = 6);124,125 庚烷-1,7-二胺(m = 7);125 辛烷-1,8-二胺(ODA,m = 8);124,125 壬烷-1,9-二胺(m = 9)125 癸烷-1,10-二胺(m = 10); 126 十二烷-1,12-二铵(m=12);126, 127 DJ2,N 1 -甲基乙烷-1,2-二铵(N-MEDA);128 DJ3,N 1 -甲基丙烷-1,3-二铵(N-MPDA);128 DJ4,2-(二甲氨基)乙基铵(DMEN);129 DJ5,3-(二甲氨基)-1-丙基铵(DMAPA);129 DJ6,4-(二甲氨基)丁基铵(DMABA);129 DJ7,质子化硫脲阳离子;130 DJ8,2,2′-二硫代二乙铵;91, 131 DJ9,2,2′-(亚乙基二氧基)双(乙基铵) (EDBE);132 DJ10,2-(2-
摘要 2019 年建立了一个新的国际演习系列——商业冲刺高级概念训练 (SACT),以推进联合太空行动。商业 SACT 源自与美国太空司令部 (USSPACECOM)、商务部 (DoC) 和美国空军 (USAF) 的早期合作,旨在探索商业公司增强传统太空领域感知 (SDA) 和民用太空交通管理 (STM) 的潜力。SACT 团队认识到商业服务领域存在实质性的 SDA 能力,并相信提供一个在现实事件中合并和试验这些能力的环境可能会加速最先进的发展。从那时起,SACT 商业实验迅速发展,包括美洲、欧洲和太平洋大陆的多个国际合作伙伴。为期一周的太空行动活动系列每年举行三次,包括商业、政府和学术界的广泛参与者,他们合并执行多个日周期。每个周期都经过精心设计,使用现实世界的端到端操作系统来衡量和完善一系列太空操作“期望学习目标”(DLO)。DLO 由代表性赞助机构(包括 USSPACECOM 和 DoC)设计,以了解太空监视的真正商业能力在 SSA 和 STM 操作需求方面的状况。示例 DLO 类别包括:搜索和恢复(SAR)、近距物体(CSO)识别、卫星特性、高节奏监视、会合评估、会合和近距操作(RPO)分析等等。作为一项非机密活动,商业 SACT 吸收了国际范围内的知识,包括全球一些最新的商业空间运营技术。在上一届 SACT 期间,该演习系列有来自 40 多家商业公司、7 所大学和 25 个政府机构的多个外国合作伙伴的代表。作战控制权以轮班方式从澳大利亚无缝过渡到欧洲再到美国。该活动演习了全方位的 SDA 处理,包括:多现象学监视;先进轨道确定;指挥和控制 (C2);动态任务;图像处理;公共来源;人工智能 (AI) 支持的生命模式 (PoL) 分析;异常检测;等等。SACT 使所有利益相关者受益,尤其是监视和商业系统开发商。SACT 为政府和商业参与者提供了一个难得的机会,让他们从现实世界的情况中学习,并通过所有空间监视机制(包括低地球轨道 (LEO)、中地球轨道 (MEO)、地球静止轨道 (GEO) 和地月)了解其客户的需求。例如,随着一家加拿大初创公司开发其太空光学传感器星座,该公司正在从 SACT 中学习,并能够定制产品开发以更好地满足市场需求。SACT 如此具有挑战性的因素之一是高度重视实时执行真实世界的操作。本文传达了 SACT 演习系列如何成为推进太空运营各个方面的“创新和协作试验台”,以及它如何通过复兴(或复兴和重新引起人们的兴趣)国际合作成为推进民用太空交通管理的基础要素。
I.序言中的新空间技术和轨道上的商业机会导致了一个成倍增长且快速变化的全球空间行业。火箭发射并重新进入卫星和上层阶段,将气体和气溶胶散发到从地球表面到低地轨道的大气中的每一层。这些排放可能影响气候,臭氧水平,中层云彩,地面天文学和热层/电离层组成。空间行业的增长率令人印象深刻:发射和重新进入质量通量最近大约每三年增加一倍(Lawrence等,2022)。太空活动将继续增加到2040年的数量级(Ambrosio and Linares,2024年)。空间行业正在由大型低地轨道(LEO)卫星星座进行转换,因此到2040年计划的系统将需要每年推出10,000多颗卫星,并将其处置到大气中。由液态天然气(LNG)燃料发动机提供动力的重型升力火箭将在2040年到2040年(Dominguez等,2024)主导。空间行业排放到大气的范围和特征正在从根本上增长和变化(Shutler等,2022)。估计发射和再入气溶胶排放量表明,许多计划的大型LEO星座将需要从当前的3,500 Tyr -1增加到30,000 Tyr -1到2040年的发射吨位(Shutler等人,2022年)。火箭燃烧的排放将随着有效载荷而增加。努力。从汽化的空间碎片和用过的火箭阶段回归的排放量将从目前的每年1,000吨增加到每年30,000吨以上(Shulz and Glassmeier 2021)。到2040年,进入平流层的发射和再入颗粒物(黑碳和金属氧化物)排放的总全局通量将与自然的气象背景通量相媲美。这些估计值不包括新轨道中新空间系统的不确定但可能有重要的发射要求,例如Meo(中等地球轨道)和地理赤道轨道(地球赤道轨道),也可能是月球或火星探索的积极进程。面对太空飞行排放的构成和化学差距,发射和重新进入的排放率正在发生。对大型LNG火箭的排放和影响知之甚少。最近发现,构成天然平流层硫酸盐层的10%的颗粒中已经存在了重新进入空间碎屑的金属,这强调了迫切需要了解重新进入的即将到来的数量级如何影响大气(Murphy等人,2023年)。显而易见的是,总体上缺乏评估未来太空排放影响所需的科学和工程模型,工具和数据。小组确定了对现象的基本科学理解的关键差距,包括建模技术和知识差距:应对这些日益严重的关注,在2021年,Surendra P. Sharma博士,NASA AMES研究中心,组织和领导多机构工作组(Martin Ross博士,航空航天公司Martin Ross博士; Karen Rosenlof博士; Karen Rosenlof博士,NOAA/CSL,NOAA/CSL(NOAA/CSL)科罗拉多州哥伦比亚大学的Kostas Tsigaridis;
● 2023 年小型卫星研讨会:未来战场 - 非地球静止轨道系统对频谱有何影响(2023 年 2 月 7 日至 9 日) ● 新美国低地球轨道卫星星座:为什么智能共享规则在太空中如此重要(2022 年 10 月 24 日) ● EDICON 2022 卫星宽带领域的最新趋势:低地球轨道、中地球轨道、地球轨道和巨型星座(2022 年 10 月 26 日) ● IEEE 无线和微波技术会议 (WAMICON 2022)(2022 年 4 月 27 日至 28 日) ● 卫星 2022 主持人小组讨论如何重新定义小型卫星地面系统和基础设施(2022 年 3 月 21 日) ● 2022 年东北射电天文台公司 (NEROC) 研讨会(由麻省理工学院主办)关于本科无线电科学课程(2022 年 2 月24,2022) ● 卫星 2021 主持人小组讨论如何克服设计限制和构建完美的低成本天线(2021 年 9 月 9 日)● EDICON 2021 当今的卫星宽带格局:LEO、MEO、GEO 和巨型星座(2021 年 8 月 18 日)● On Orbit 播客采访 Jeffrey Hill 关于平板天线技术(2021 年 8 月 6 日)● 空间数字论坛 2021 - 当今的卫星能做什么?了解新服务和功能(2021 年 7 月 26 日)● 主持人美国国家科学院工程与医学学院 (NASEM) 关于克服女性创业结构性障碍的研讨会(2021 年 6 月 21 日)● 密歇根大学气候与空间研讨会 - LEO 通信系统格局:技术进步和干扰缓解(2021 年 4 月 8 日)● 主题专家采访者 - Facebook Connectivity 的 Lumen 光通信纪录片(2020 年 12 月)● 宾夕法尼亚大学 Apogee K-12 女子电气工程项目职业小组成员(2020 年夏季)● 达特茅斯工程物理空间等离子体研讨会发言人(2020 年 1 月);从太空到地球:低地球轨道通信系统格局(2020 年 1 月)● 卫星 2020:小组主持人 – 未来月球经济:开采新资源 – 因 COVID 取消● 麻省理工学院 AeroAstro 研究生女性职业讨论研讨会(2019 年 10 月)● 女性航空航天研讨会小组成员:开始教师生涯(2019 年 5 月)● NASA JPL 未来空间辐射保障(2019 年 6 月);吸引和留住下一代空间辐射科学家和工程师● NCSU 机械和航空航天工程毕业典礼演讲者(2018 年 5 月)● NCSU 机械和航空航天工程特别讲座(2018 年)● 联合国妇女性别平等和主流化 (GEM) 女性互联网:挑战还是机遇?主旨小组成员(2017 年 3 月)● 卫星 2017 会议 – SGx:导师的重要性 ● 麻省理工学院航空航天女性午餐演讲系列 - OneWeb 通信系统(2017 年 2 月) ● 与联合国训练与研究中心联合举办的 2015 年国际电信联盟世界无线电大会 (WRC) 主题演讲者“关于在无线电通信谈判中赋予女性权力的女性领导力研讨会 - 关于女性在技术领域领导力的小组讨论” ● 日内瓦欧洲航空航天女性 - 太空创业(2015 年 3 月)
I. 序言 新的太空技术和轨道商业机会催生了全球航天产业的指数级增长和快速变化。火箭发射、卫星再入和上级火箭将气体和气溶胶排放到从地球表面到低地球轨道的每一层大气层中。这些排放可能会影响气候、臭氧水平、中层云量、地面天文学以及热层/电离层成分。航天产业的增长速度令人印象深刻:发射和再入质量通量最近每三年翻一番(Lawrence 等人,2022 年)。根据行业预测,到 2040 年,太空活动将继续增加至少一个数量级(Ambrosio 和 Linares,2024 年)。大型低地球轨道 (LEO) 卫星星座正在改变航天产业,因此到 2040 年,计划中的系统每年将需要发射和处置超过 10,000 颗卫星到大气层中。到 2040 年,以液化天然气 (LNG) 燃料发动机为动力的重型运载火箭预计将成为发射活动的主导 (Dominguez 等人,2024)。航天工业向大气排放的范围和性质正在急剧增长和变化 (Shutler 等人,2022)。发射和再入气溶胶排放量估计表明,到 2040 年,许多计划中的大型低地球轨道星座将需要将发射吨位从目前的 3,500 tyr -1 增加到 30,000 tyr -1 以上 (Shutler 等人,2022)。火箭燃烧排放量将与有效载荷同步增加。蒸发空间碎片和废火箭级的再入排放量将从目前的每年 1,000 吨增加到每年 30,000 吨以上 (Shulz 和 Glassmeier 2021)。到 2040 年,全球发射和再入大气层颗粒物(黑碳和金属氧化物)排放到平流层的总通量将与自然陨石背景通量相当。这些估计不包括不确定但可能很重要的发射要求,例如 MEO(中地球轨道)和 GEO(地球静止赤道轨道)等轨道上的新太空系统或积极的月球或火星探索计划。发射和再入大气层排放量的上升是在人们对航天排放的成分和化学成分存在广泛知识缺口的情况下发生的。人们对大型液化天然气火箭的排放和影响知之甚少。最近发现,重返大气层的太空碎片中的金属已经存在于构成天然平流层硫酸盐层的 10% 颗粒中,这强调了迫切需要了解未来重返大气层数量级的增加将如何影响大气(Murphy 等人,2023 年)。显然,总体上缺乏评估未来航天排放影响所需的科学和工程模型、工具和数据。知识差距:为了应对这些日益增长的担忧,2021 年,Surendra P. 博士美国宇航局艾姆斯研究中心的 Sharma 组织并领导了一个多机构工作组(航空航天公司的 Martin Ross 博士、NOAA/CSL(美国国家海洋和大气管理局/化学科学实验室)的 Karen Rosenlof 博士、科罗拉多大学 NOAA CSL 化学与气候过程组的 Chris Maloney 教授、哥伦比亚大学的 Kostas Tsigaridis 以及 GISS/NASA(戈达德空间研究中心/美国国家航空航天局)的 Gavin Schmidt 博士),在美国宇航局内部资金(地球科学部)的支持下,分析了预测发射和再入排放全球影响的模型的有效性和可信度,以及可用于验证这些模型的数据。该小组确定了对该现象的基本科学理解方面的关键差距,包括建模技术和