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基于数字孪生的故障诊断方法... - MDPI
摘要：卫星系统功能密度与复杂度的不断提升、恶劣的航天环境以及减少操作人员参与的成本控制措施，都日益推动着对故障诊断与健康监测（FD-HM）新方法的开发需求。数据驱动的FD-HM方法利用信号处理或数据挖掘获取系统运行状态的隐含信息，有利于对系统进行粗放而浅显的监控，有望减轻操作人员的工作负担。然而，这些卫星系统FD-HM方法主要以历史数据和一些静态物理数据为驱动，很少考虑仿真数据、实时数据以及二者之间的数据融合，不能完全胜任卫星在轨的实时监控与维护。为保障复杂卫星系统的可靠运行，本文提出了一种新的FD-HM物理-虚拟融合方法——数字孪生。此外，我们提出了卫星电力系统的 FD-HM 应用，以证明所提方法的有效性。
GPS 现代化太空部队应重新评估...
· 地面。2022 年，由于开发方面的挑战，太空部队进一步推迟了地面控制部分的交付。这一延迟将交付时间推迟到至少 2023 年 12 月。太空部队官员尚未确定新的时间表，并承认剩余的风险可能会导致进一步的延迟。GAO 将继续监测太空部队在遵守新时间表方面的进展情况。· 空间。太空部队满足了其批准的 24 颗 M 码卫星在轨的要求，但确定至少还需要三颗卫星才能满足某些用户的准确性要求。建造和维护这个更大的星座是一项挑战。GAO 的分析表明，未来十年不太可能持续提供 27 颗卫星。除非空军评估其对卫星的作战需求以确定对 27 颗卫星星座的坚定要求，否则国防部的其他工作可能会优先考虑，导致作战人员的 GPS 用户设备性能低于所需的能力水平。· 用户设备。 MGUE 增量 1 的开发进展到军事部门准备开始支持在主要武器系统上进行测试和部署的阶段。延迟和意外挑战可能会影响某些系统的部署能力。下图说明了集成过程。
全球激光雷达系统的要求：覆盖墙到墙的星载激光雷达
激光雷达是测量植被下方裸地高程和结构的最佳技术。因此，机载激光扫描 (ALS) 被广泛应用于各种应用。然而，由于单位面积成本高，ALS 无法在全球范围内使用，也不经常更新。星载激光雷达可以绘制全球地图，但能量需求限制了现有的星载激光雷达只能进行稀疏采样任务，不适合许多常见的 ALS 应用。本文推导出计算激光雷达卫星在给定一组特性（开源发布）下可以实现的覆盖范围的方程式，然后使用云图确定在一定时间范围内实现连续全球覆盖所需的卫星数量。利用现有在轨技术的特性，单个激光雷达卫星在生成 30 米分辨率地图时可以具有 300 米的连续扫描宽度。因此，每 5 年需要 12 颗卫星来生成连续地图，而 5 米分辨率则需要 418 颗卫星。建造 12 个目前在轨的激光雷达系统可能成本过高，因此本文讨论了降低全球激光雷达系统 (GLS) 成本的技术发展潜力。一旦这些技术达到足够的准备水平，就可以经济高效地实现 GLS。
俄罗斯反卫星试验中预测和观察到的航天器遭遇情况的比较
本文对 2021 年 11 月 15 日进行的俄罗斯反卫星 (ASAT) 拦截试验进行了后续分析，该试验发射了一套 ASAT 武器系统来拦截和摧毁在轨的 COMOS 1408，这是一颗已报废的苏联电子情报 (ELINT) 卫星，于 1982 年发射。最初的分析估计了碎片事件产生的碎片将如何对航天器操作员、他们的 SSA 知识、他们检测和缓解高碰撞威胁事件的能力以及他们在大型星座框架内使用机动燃料产生不利影响。本文将这些最初的相遇率预测、对低地球轨道 (LEO) 航天器（尤其是太阳同步轨道上的航天器）的碰撞风险以及轨道寿命估计与运行飞行安全系统和服务检测到的实际会合和轨道寿命进行了比较。对连续模型和离散破碎模型中实际碎片碎片跟踪与碎片体积演变进行了比较。将我们最初的预测与实际情况进行比较，可以发现，最初的 ASAT 碎片轨道寿命预测与迄今为止在轨观测到的寿命非常接近，预测寿命比迄今为止观测到的寿命长约 25%。飞行安全和所需避让机动预测也得到了观测到的结合趋势的验证，俄罗斯 ASAT 试验在某些高度导致飞行安全性和可持续性降低多达 20%，在某些轨道条件下碰撞风险增加一倍。
美国宇航局堪萨斯州太空资助联盟 - 征集提案
附录：其他有用信息 NASA 任务理事会 航空研究任务理事会 航空研究任务理事会 (ARMD) 产生创新概念、技术和能力，以实现空域系统和在其中飞行的飞机的革命性变革。ARMD 的概念、技术和能力将带来更安全、更高效的国家航空运输系统以及更环保的飞机，因为 ARMD 专注于绿色航空。ARMD 的研究将继续在支持 NASA 的载人和机器人太空活动中发挥重要作用。 https://www.nasa.gov/aeroresearch 探索系统开发 探索系统开发任务理事会 (ESDMD) 定义和管理对 NASA 的 Artemis 计划至关重要的计划的系统开发，并以综合的方式规划 NASA 的月球到火星探索方法。ESDMD 管理月球轨道、月球表面和火星探索的载人探索系统开发。ESDMD 领导 Artemis 活动的人为方面以及将科学融入人为系统元素。 https://www.nasa.gov/directorates/exploration-systems-development 空间行动 美国宇航局的空间行动任务理事会 (SOMD) 负责支持人类在太阳系内持续的探索任务和行动。 SOMD 管理美国宇航局在低地球轨道 (LEO) 内外的当前和未来空间行动，运营和维护探索系统、空间运输系统，并在轨道上进行广泛的科学研究。此外，SOMD 还负责该机构的空间通信和导航服务，支持美国宇航局目前在轨的所有空间系统。 https://www.nasa.gov/directorates/space-operations-mission-directorate 科学任务理事会 科学任务理事会 (SMD) 使用一系列地球观测卫星研究地球；使用访问其他行星的航天器探索太阳系；部署机器人着陆器、探测车和样品返回任务；并利用地球轨道和深空观测站将人类的有利位置投射到太空。 SMD 通过四个部门组织工作以实现目标：地球科学、行星科学、太阳物理学和天体物理学。https://science.nasa.gov/ 空间技术任务理事会空间技术任务理事会 (STMD) 是该机构内的一个专门的技术组织，负责识别和开发解决 NASA 任务和国家面临的技术挑战的解决方案，同时为国家成功将发现转化为经济领导力、开发跨领域技术做出贡献，这些技术也促进了衍生产品和培育新业务，并利用国家的航空航天工业、学术界和小型企业劳动力。https://www.nasa。政府/directorates/spacetech/home/index.html
D-Orbit 宣布与 SkyServe STORM 开展在轨边缘计算合作 D-Orbit 将太空边缘计算集成为 SkyServe 任务的一部分
D-Orbit 宣布与 SkyServe STORM 进行在轨边缘计算合作 D-Orbit 将太空边缘计算集成为 SkyServe 马特洪峰任务的一部分 意大利菲诺莫尔纳斯科，2024 年 4 月 18 日：空间基础设施、物流和轨道运输行业的领导者 D-Orbit 今天宣布，他们将利用 SkyServe STORM 平台启用边缘计算功能，搭载在组成公司已经在轨的轨道转移飞行器舰队的部分 ION 卫星运载器上（具体来说，是 ION SCV004 Elysian Eleonora），然后在 2025 年搭载在性能更高的 ION 上。作为马特洪峰任务的一部分，SkyServe STORM 将利用 D-Orbit 的实时地球观测数据馈送、机载计算和数据分发资源，直接在太空中将图像处理成推理，并部署地理空间最终用途应用程序。此次任务旨在使地理空间组织和分析公司能够在卫星上部署人工智能模型，旨在显著增强在轨数据处理和分析能力。“SkyServe STORM 的部署代表着太空数据分析的关键时刻。与 D-Orbit 合作的这次任务使我们能够在轨道上执行复杂的处理任务，并使客户能够更轻松地获取和操作太空数据”，SkyServe 首席执行官 Vinay Simha 表示。“我们很高兴与 D-Orbit 合作，为边缘应用在轨数据处理铺平道路”。SkyServe STORM 部署在 D-Orbit 的 ION 卫星运载器上，将为 D-Orbit 即将执行的任务提供一套数据处理功能，例如智能丢弃、任务分配、压缩和其他深度学习功能。 “我很高兴与 SkyServe 合作完成这项任务。这项任务凸显了领先的太空技术公司之间的合作类型，这些合作为技术、商业和社会带来了有意义的成果”，D-Orbit 业务发展主管 Viney Jean-Francois Dhiri 评论道。“与 SkyServe 的合作不仅促进了他们的在轨 STORM 平台，而且符合我们提供全面在轨服务的使命。将我们的技术与边缘计算机提供商相结合，就像我们与 Unibap 的 iX5 产品相结合一样，使我们能够自 2023 年以来在 24 年及以后为有影响力的解决方案提供一条通往太空的新路线”。D-Orbit 长期以来一直处于在轨部署软件的前沿，在充满活力的生态系统中工作，不断扩展其能力和基础设施以支持创新的空间技术。此次合作彰显了 D-Orbit 推动太空创新的承诺，为客户提供基本服务以展示其在轨道上的能力，同时也为任何希望利用太空独特优势实现其技术和应用的人提供持续支持。关于 D-Orbit D-Orbit 是太空物流和运输服务行业的市场领导者，拥有经过太空验证的服务、技术和成功任务的记录。D-Orbit 成立于 2011 年，是第一家满足太空市场物流需求的公司。例如，ION 卫星运载器是一种太空飞行器，可以将卫星运送到轨道上并将它们分别释放到不同的轨道位置，从而将发射到运营的时间缩短高达 85%，并将整个卫星星座的发射成本降低高达 40%。ION 还可以容纳多个第三方有效载荷，例如创新的
诺斯罗普·格鲁曼公司任务扩展飞行器 (MEV) RPO 成像仪在 GEO 上的性能 Matt Pyrak 诺斯罗普·格鲁曼太空系统公司 约瑟夫·安德森太空公司
诺斯罗普·格鲁曼公司任务扩展飞行器 (MEV) RPO 成像仪在 GEO 上的性能 Matt Pyrak 诺斯罗普·格鲁曼空间系统 约瑟夫·安德森 空间物流有限责任公司 摘要 本文将描述和说明由诺斯罗普·格鲁曼公司制造的空间物流有限责任公司任务扩展飞行器 (MEV) 使用的会合和近距操作 (RPO) 传感器的实际性能。MEV-1 于 2019 年发射，并于 2020 年 2 月与位于 GEO 墓地轨道上距离 GEO 约 300 公里的 Intelsat 901 卫星执行会合、近距操作和对接 (RPOD)。MEV-2 于 2020 年发射，并于 2021 年 2 月和 3 月与直接在地球静止轨道上的 Intelsat 10-02 卫星执行了类似的 RPOD 序列。这些飞行器使用三种不同的传感现象来提供所有必要的相对导航数据，以实现上述 RPOD 功能。这些包括可见光谱成像仪（窄视场和宽视场）、长波红外 (LWIR) 成像仪（窄视场和宽视场）和主动扫描激光雷达。本文将探讨这些传感器在 GEO 实际任务中的性能及其对未来空间态势感知能力的潜在影响。1. 简介 Space Logistics LLC 任务延长飞行器 (MEV) 是其主承包商 Northrop Grumman Space Systems (NG) 和 NG 的几家传统公司十多年开发工作的成果。MEV 被认为是新卫星服务市场中的第一代能力，它为未设计为需要维修的航天器提供宝贵的寿命延长服务。MEV 基于 Northrop Grumman 的传统 GEOStar 航天器平台构建，并采用了两项关键技术发展。第一个是准通用对接系统，它与目前在轨的大多数最初未设计为对接的 GEO 航天器兼容。第二，是整合了强大而灵活的 RPO 传感器套件，该套件由尖端硬件和软件组成，这些硬件和软件基于诺斯罗普·格鲁曼的传统 RPO 系统，包括 Cygnus 空间站补给飞行器。MEV 可延长未为在轨加油而建造的卫星的寿命。为了执行任务，MEV 与客户飞行器进行半自动会合，并使用大约 80% 的 GEO 卫星上存在的两个功能与其对接，这两个功能是面向天顶的液体远地点发动机 (LAE) 喷嘴和周围的发射适配器环。对接后，客户飞行器的推进系统和姿态控制完全禁用，从而使 MEV 能够全权负责客户飞行器的指向和轨道管理。虽然 MEV 对接系统无疑是艺术巧思的杰作，但本文将仅探讨 MEV RPO 传感器套件的性能，一组抗辐射尖端传感器，为 MEV 相对导航算法提供原始数据。这些包括可见光谱摄像机组、长波红外 (LWIR) 摄像机组和扫描激光雷达。RPO 传感器套件允许 MEV 从 50+km 处跟踪客户车辆，并在精确对接事件期间保持厘米级的相对位置。根据客户要求，MEV 和下一代车辆可以使用其传感能力从近距离对客户车辆进行多光谱检查，并通过激光雷达收集高密度 3D 检查扫描。但对这种能力最直观的展示来自 MEV-1 对接后发布的首批从 GEO 上方拍摄的在 GEO 带中处于活跃运行状态的航天器商业图像。