加利福尼亚州洛杉矶空军基地 ---- 2022 年 2 月 22 日,空间系统司令部 (SSC) 通过空间企业联盟 (SpEC) 其他交易机构向诺斯罗普·格鲁曼公司授予了深空先进雷达能力 (DARC) 成本加奖励费用原型协议,价值 3.41 亿美元。DARC Site 1 是已获批准的中层采购 (MTA) 快速原型,可提供 24/7 全天候功能,从而提高探测、跟踪、识别和表征深空物体的能力。与诺斯罗普·格鲁曼公司在 DARC Site 1 上进行合作是构建全球系统的关键的第一步,以确保能够探测、跟踪、识别和表征地球同步轨道 (GEO) 上的物体,以保护和捍卫我们最宝贵的太空资产免受敌对行动的侵害。 DARC 证明了我们“设计结盟”方针的有效性,与我们最亲密的盟友密切合作将产生互惠互利的伙伴关系,”太空系统司令部太空企业特别项目局地面雷达组合物资负责人凯利·格雷纳中校说。 DARC 是一个地基雷达系统,由遍布全球三个地理上分离的站点组成,可提供深空卫星跟踪和保管能力,比目前的雷达和光学传感器更具优势,填补了关键空白,并显著增强了目前的空间领域感知能力。初始 DARC 站点 1 作战留守能力目前计划于 2025 年 9 月启动。太空系统司令部 (SSC) 总部位于加利福尼亚州埃尔塞贡多的洛杉矶空军基地,是美国太空部队的战地司令部,负责通过快速识别、原型设计、部署和维持创新的天基解决方案来开发和获取致命且有弹性的太空能力,以满足国防战略的需求。 SSC 的功能包括开发测试、生产、发射、在轨检查、
简介 有人认为,继互联网之后,工业向太空迁移是下一个重大举措。深空航行/利用/商业化/殖民化正在迅速从人类负担得起的长期不安全、长期安全的东西负担不起的状况,转变为既负担得起又安全。这是由于一系列先进/革命性的技术大大提高了能力、降低了成本,从而确保了安全(参考文献 1-6)。太空商业化,现在是地球同步轨道及以下,每年接近 3500 亿美元的全球产业,随着深空商业化的出现,预计将发展成为数万亿美元的经济引擎。商业实体实时开发可重复使用的太空进入火箭,是深空操作这一假定转变的主要初始推动因素。这似乎将低地球轨道 (LEO) 接入成本降低了 14 倍。随着机器人/人工智能 (AI) 取代人类及其相关的运营成本,未来还将实现更大的降低(参考文献 7 和 8)。更便宜的太空进入被认为是国家空间协会空间发展路线图中要解决的首要问题。低地球轨道进入的历史成本水平长期以来一直是商业深空发展的主要抑制因素,对于地球静止轨道及以下的一些活动而言,这是当前商业空间的领域。第二组真正具有商业深空支持作用的技术是强大的协同组合,可实现信息技术、计算、机器人、人工智能、纳米以及现在的量子和能量学革命的大规模小型化、低成本和增强能力,以及人类健康和基于生物的空间原位资源利用 (ISRU)、合成生物学等(参考文献 9、10)。从历史上看,涉及人类的太空任务成本比机器人活动高出 500 倍左右。展望未来,自主机器人有望在接近人类的水平上运行(参考文献 11),除人类殖民外,还将降低人类在太空存在的成本和对深空商业化活动的运行要求。
swath(1.4 km)。此外,凭借其太阳同步轨道,Cloudsat在同一当地时间经过赤道,将观察结果限制为在一天中的特定时间内“快照”。相比之下,成像仪器在更广泛的视野和更高的时间分辨率上进行测量,但它们仅提供“自上而下”的视角,并且不会直接测量大气曲线。但是,将不同光谱通道中的图像与大气轮廓重叠的测量结合在一起,可以推断雷达轨道以外的垂直轮廓。Barker等。[3,4]通过强度像素匹配,开发了一种将地球保健曲线扩展到3D的算法。最近的工作[5,6,7]使用了基于ML的方法(例如U-NET,CGAN,线性回归,随机森林,XGBoost),以从“自上而下”的测量中估算垂直云信息。特别是Brüning等人。[5]从MeteoSat第二代(MSG)旋转增强的可见和红外成像仪(Seviri)的卫星图像进行了训练,并具有Cloudsat Cloud Cloud Radar(CPR)反射率,重建3D云结构。对于所有方法,模型训练需要数据源之间的精确空间和时间对齐。由于雷达卫星的立交桥有限(图1b),轮廓测量值少于可用的图像(为了进行比较,MSG/Seviri每年产生40 TB的图像数据,而CPR每年产生150 GB)。然后,我们使用匹配的图像profile对进行了3D云重建任务的预训练模型。自我监督学习(SSL)的最新进展(SSL)在大型未标记数据集的训练前模型中表现出了希望,但它们在云研究中的应用仍然不足。在这项工作中,我们将SSL方法(MAE,MAE,[8])和GeoSpatemance Authewawe AutoCododers(基于Satmae,[9])应用于2010年的多光谱MSG/SEVIRI数据。我们的结果表明,预训练始终提高此任务的性能,尤其是在热带对流带等复杂地区。具有地理空间意识的预训练模型(即时间和坐标编码),尤其是胜过随机初始化的网络和更简单的U-NET体系结构,从而改善了重建结果。该代码将在接受后提供。
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。
全球环境与安全监测 (GMES) 的成立是为了满足欧洲决策者日益增长的需求,即获取准确及时的信息服务,以便更好地管理环境、了解和减轻气候变化的影响并确保公民安全。必须具备适当的欧洲地球观测能力,以确保充满活力和有效的 GMES 服务组合的开发运营和可持续性。Sentinel-3 是一项欧洲地球观测卫星任务,旨在支持 GMES 的海洋环境服务,为陆地、大气紧急情况、安全和冰冻圈服务做出贡献。Sentinel-3 任务需要一系列卫星,承诺持续、长期收集质量均匀的数据,以可操作的方式生成和交付,用于数值海洋预测、海洋状态分析、预报和服务提供。测量要求已确定如下: 在全球海洋上获取海面地形 (SSH)、有效波高 (Hs) 和表面风速,其精度和精确度超过 Envisat RA-2。 增强沿海地区、海冰区域和内陆河流、其支流和湖泊的表面地形测量。 为全球海洋和沿海水域确定的红外和热红外辐射(“海陆表面温度”)的精度和精确度与 ENVISAT AATSR 目前在海洋上实现的精度和精确度相当,即<0.3 K),空间分辨率为 1 公里。 每 1 到 3 天通过光学仪器完成全球覆盖。 海洋和沿海水域的可见辐射(“海洋颜色”),其精度和精确度与 ENVISAT MERIS 和 AATSR 数据相当,可在 2 至 3 天内完全覆盖地球,空间分辨率同时为 ≤0.3 公里,并与 SST 测量值共同记录。 陆地表面(包括海冰和冰盖)的可见光、近红外、短波红外和热红外辐射(“陆地颜色和温度”),可在 1 至 2 天内完全覆盖地球,其产品至少与 ENVISAT MERIS、AATSR 和 SPOT Vegetation 以及它们的组合产品相当。Sentinel-3 任务概念的基本 GMES 操作要求是: 使用高倾角极地轨道,实现近乎完整的全球覆盖。 利用现有卫星高度计系统优化海洋表面地形测量覆盖范围。 光学仪器需要具有下降节点赤道穿越时间的太阳同步轨道,以补充现有平台测量及其长期序列,以减轻下午海洋热分层、太阳反光、早晨雾霾和云层的影响。 优化海面温度和海洋颜色测量的测量时间。 近实时数据处理和及时向运营用户提供所有处理产品的稳健交付 在 20 年的计划期限内,连续传输至少与 Envisat 交付质量相同的数据。 2013 年发射第一颗卫星(配备一系列平台以满足观测要求以及稳健、连续的运行数据提供要求)。
弗吉尼亚州尚蒂伊和苏格兰福雷斯——2020 年 1 月 14 日——TriSept Corporation 是一家领先的商业和政府任务发射集成、管理和经纪服务提供商,该公司今天宣布,它已采购了 Orbex Prime 运载火箭的完整任务,该运载火箭将于 2022 年秋季从英国位于苏格兰萨瑟兰的首个航天港升空。TriSept 已开始进军英国航天市场,目前正在构建多艘航天器清单,以便在可重复使用的 Orbex Prime 小型卫星发射器上进行专用的拼车任务。TriSept 是美国航天市场长期以来的首选发射集成提供商,能够在全球 13 个发射场使用 20 种不同的运载火箭发射 70 种不同的卫星。TriSept 上个月宣布,从今年开始,它将在英国牛津的哈威尔太空园区全职开展业务。 Orbex Prime 运载火箭由英国 Orbex 公司设计和开发,可将 150 公斤的有效载荷送入太阳同步轨道 (SSO),非常适合从欧洲发射的各种商业、政府和科学任务。2019 年 12 月,Orbex 展示了其在苏格兰福里斯工厂使用的先进工程技术和材料,用于制造下一代可再生燃料欧洲运载火箭。Orbex Prime 比其他小型运载火箭轻 30%,它使用生物丙烷,这是一种清洁燃烧的可再生燃料,与传统碳氢化合物燃料相比,可减少 90% 的碳排放。TriSept 总裁兼首席执行官 Rob Spicer 表示:“随着我们拓展到欧洲航天市场,并准备使用世界上最具创新性和效率的运载火箭之一来填补令人兴奋和多样化的清单,TriSept 很荣幸将 Orbex Prime 添加到我们不断增长的发射组合中。” “TriSept 已经与航天器开发商和一系列即将开展的任务进行了深入讨论,以确保在 Orbex 火箭上获得共乘位置,我们预计该火箭将在 2022 年将八到二十颗立方体卫星和微型卫星送入轨道。” Orbex 首席执行官 Chris Larmour 表示:“这项激动人心的任务是我们的第一个美国客户进入欧洲市场,这将是 Orbex Prime 发射器的一个重要里程碑。” “通过将欧洲领先的私人发射服务公司与 TriSept 的发射集成和管理领导层结合起来,随着英国首个太空港登上全球舞台,这项任务无疑值得关注。” TriSept 凭借航天业最有经验的发射集成团队之一,帮助塑造了它今天支持的共乘和小型卫星任务。 TriSept 在 2009 年 SpaceX Falcon 1 的早期拼车创新中发挥了主导作用,最近又在 Rocket Lab Electron 和 NASA ELaNa XIX 任务中发挥了主导作用,后者于 2018 年 12 月将 10 颗立方体卫星送入轨道。TriSept 最近被选中继续为 NASA 的 CubeSat 任务提供发射集成和管理支持直至 2025 年,并且正在与所有领先的传统和新型太空卫星制造商和运载火箭供应商合作。