太空产业正在蓬勃发展——从最近 Artemis 计划第一阶段的成功,到即将推出的为九次登月做准备的商业月球有效载荷服务 (CLPS) 计划。因此,必须调整用于靠近地球轨道的航天器的观测程序,以适应地球同步轨道 (GEO) 以外的太空区域 (XGEO)。然而,围绕 XGEO 存在着长期挑战,例如三体问题及其后续轨道的复杂性,以及感知比 GEO 远许多倍的物体的困难。这些挑战使得大多数传统的航天器跟踪、检测、成像和观测生成技术无法使用。
一些轨道区已经受到太空垃圾的严重影响——主要是那些在 700 到 1100 公里高度之间的轨道区,那里的垃圾数量比活跃航天器的数量高出两到三个数量级。这种情况是由于卫星不加区分地部署到低地球轨道 (LEO)、极地轨道和太阳同步轨道造成的——所有这些都是地球观测、通信和防御的基础——主要是在冷战时期和随后的十年。卫星每周发射数次,并与它们的上级一起被遗弃,经常在一段时间后爆炸。下图来自 LEOLABS 1,显示当前的太空操作往往在最拥挤区域的上方或下方进行,放弃了 700-1100 公里的轨道区域。
被动射频 (RF) 测距是一种全天候现象,可以精确跟踪地球同步轨道 (GEO) 带及更远范围内的主动发射卫星。与光学望远镜不同,被动射频测距不受云层或日光的限制。与雷达不同,被动射频测距不受地球表面与 GEO 带之间较大距离的限制。由于使用来自近距离物体 (CSO) 的独特射频信号,被动射频测距也不太容易受到交叉标记的影响。被动射频测距的唯一要求是卫星发射的射频信号可以同时被三个地理位置不同的地面天线接收。因此,被动射频测距是空间域感知 (SDA) 工具包中第三个有价值的现象。
6. 太空通信技术可用于解决全球覆盖问题,但从历史上看,它存在局限性。首先,为了使卫星持续停留在地球同一区域,它必须处于地球同步轨道。虽然这看起来很方便,但它阻止了卫星提供极地覆盖。3 这导致加拿大北极大部分地区的运营无法使用这些资产。通信卫星可以使用高度椭圆的轨道,因为虽然它们不会停留在地球上的同一位置,这会使地面站的跟踪变得复杂,但它们可以在两极上空停留很长时间。不幸的是,这种方法需要一组卫星来提供连续覆盖,而这在历史上已被证明是极其昂贵的,而且妥协会导致严重的覆盖缺口。
A2/AD – 反介入/区域拒止 ASAT – 反卫星 ASBM – 反舰弹道导弹 C4ISR – 指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察 CCS – 反通信系统 CSpOC – 联合空间作战中心(美国) DSP – 国防支援计划 ELINT – 电子情报 EO – 电光 GEO – 地球静止或地球同步轨道 GNSS – 全球导航卫星系统 GPS – 全球定位系统 HEO – 高椭圆轨道 IAF – 印度空军 IGY – 国际地球物理年 IR – 国际关系 ISR – 情报、监视和侦察 LEO – 低地球轨道 MEO – 中地球轨道 MILAMOS – 适用于外层空间军事用途的国际法手册 MOL – 载人轨道实验室(美国)
过去几年,各国政府对外国卫星与敏感的国家安全卫星进行近距离接触(即交会和近距离操作 (RPO))表示了越来越多的担忧。这些活动主要发生在地球同步轨道 (GEO) 区域,执行导弹预警、安全通信和情报收集任务的敏感卫星就位于该区域。与另一个国家的卫星进行交会和近距离操作可能会加剧当前的地缘政治紧张局势或导致不必要的升级。本文概述了 RPO 和 GEO 区域其他卫星机动的基本原理。它提出了一种对不同类型 RPO 进行分类的分类法,并分析了处理它们的四种政策选择:改进的空间态势感知、生命模式信息共享、禁区和守护卫星。
该卫星将被发射到 500 公里高空的太阳同步轨道。在轨道上,成像仪采用推扫式概念,在经过目标时按顺序收集范围内所有波长的像素线。推扫式概念与光学设计相结合,每条扫描线可产生高达 70 公里的扫描带宽度,地面采样距离为 49 × 60 米。由于原始高光谱数据立方体很大,并且这对卫星下行链路的功耗有限制,因此必须进行最后的考虑。这可以通过机载图像处理(例如校正、分类、异常检测、特征提取和降维)而不是物理设计本身来显著改善。本文介绍了这种特定成像仪的性能特征,并对光学设计中的配置可能性进行了权衡分析。