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World File Search System地球轨道
开发和探索低地球轨道：小型卫星，...
2010 年至 2020 年，约翰霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 在小型卫星和承载有效载荷方面取得的突破，为未来太空无处不在的传感铺平了道路。APL 利用其丰富的空间工程知识、先进的小型化技术以及经过验证的应对新挑战的能力，做出了重要贡献，使我们的星球能够在未来通过前所未有的空间和时间尺度的预测传感和通信进行管理。小型卫星将开启利用太空资产改善地球生活和扩大人类在宇宙中影响力的新时代，APL 将通过独立、拼车和星座任务概念引领潮流。
引文：Mohammed Bekhti。“使用单结和多结太阳能电池的低地球轨道卫星太阳能电池阵列设计的比较研究”。Acta Scientific
8. CS Clark. 等，“航天用商用镍镉电池：一种行之有效的低地球轨道卫星电力存储替代品”。载于：第五届欧洲空间电力会议论文集，西班牙塔拉戈纳，9 月 21 日至 25 日（1998 年）。
新鲜空气的呼吸：非常低的地球轨道上的空气推进推进
空气寻找电动推进（ASEP）是一个改变游戏规则的概念，它通过提供定期重新升高以维持轨道高度，从而延长了非常低的地球轨道（VLEO）卫星的寿命。ASEP概念是由太阳能阵列驱动的太空车辆组成的，该航天车用电推进（EP）增强，同时利用环境空气作为推进剂。在1960年代首次提议，ASEP在过去十年中吸引了兴趣和研究资金的增加。ASEP技术旨在维持较低的轨道高度，这可以减少通信卫星的延迟或增加遥感卫星的分辨率。此外，在其燃油箱中存放多余气体的ASEP太空车辆可以用作可重复使用的空间拖船，从而减少了直接将卫星直接插入其最终轨道的高功率化学助推器的需求。
低地球轨道被动三轴姿态稳定...
本文介绍了一种阻力机动装置 (DMD)，它可以在许多任务中取代此类系统。DMD 由四根以飞镖配置展开的可伸缩带弹簧臂组成，可以主动调节主卫星的阻力面积以进行轨道机动和任务后处置，同时利用空气动力和重力梯度扭矩提供被动三轴姿态稳定性。集成在 DMD 中的磁力矩器可抑制姿态振荡，并有助于确保卫星以正确的面天底指向稳定。本研究概述了 DMD 设计，并详细介绍了用于表征 DMD 性能和设计控制和操作方法的姿态和轨道模拟结果。本文重点介绍了 DMD 的姿态稳定性特性。
商业低地球轨道经济
• SpaceX Demo-2 任务成功结束，龙飞船在佛罗里达州彭萨科拉附近的墨西哥湾溅落。Demo-2 机组人员被运回约翰逊航天中心进行飞行后恢复，飞船被送回 SpaceX 进行飞行后处理，并开始为即将到来的 Crew-2 任务进行翻新。 • 2020 财年末，波音公司继续处理 CST-100 Starliner，为重新进行轨道飞行测试 (OFT) 做准备。因此，NASA 未能实现 2020 财年第四季度两个商业合作伙伴完成演示任务的里程碑。 • NASA 的商业载人航天计划和 SpaceX 继续在今年秋天为 Crew-1 发射取得进展，Crew-1 Dragon 完成了最终集成和检查。2021 财年第一季度，运输到 39A 发射台与猎鹰 9 号运载火箭集成，以满足计划中的今年秋天的 Crew-1 发射。 • 美国宇航局的商业载人航天计划于第四季度向业界发布了一份信息请求 (RFI)，要求提供亚轨道系统资格和商业载人亚轨道太空运输服务数据。美国宇航局将使用 11 个行业响应来通知亚轨道商业 (SubC) 活动。• 尽管美国宇航局对 COVID-19 的响应限制了对一些 NASA 和承包商设施的访问，但仍在继续执行特定任务的工作，以支持 SpaceX Demo-2 的成功发射、任务操作和机组人员的安全返回。• 整个行业/政府团队的英勇努力使项目在 COVID-19 大流行期间朝着实现强劲的商业 LEO 经济取得了显著进展。但是，由于美国宇航局未能完成两个里程碑——为自由飞行者招标颁发奖项，并且两个商业合作伙伴都完成了演示任务——该 APG 在 2020 财年被评为红色。
三体航天器作为低地球轨道人工重力研究的试验平台
本文介绍了三体旋转系统的研究和设计，该系统将用作研究不同重力变量（包括模拟月球和火星重力条件）下系统功能和人体生理学的前兆/试验台。试验台将是收集人造重力对航天器系统和人体生理学影响数据的必要步骤，有助于优化月球和火星表面栖息地以及人造重力航天器的设计方案。这将是低地球轨道可变重力研究平台开发的第一阶段，用于长期研究可变重力梯度和旋转引起的重力模拟的影响。确保宇航员在长期火星任务期间的安全以及他们返回后的恢复是任务成功的关键要求。因此，在执行任务之前必须充分了解部分重力对生理和心理能力的长期影响，并且需要一个研究平台来研究部分重力对人类和技术系统的影响。在低地球轨道 (LEO) 绕地球运行的可变重力研究平台可以解决这一知识空白。低地球轨道是此类设施的理想地点，因为低地球轨道距离地球表面很近，而且可以利用那里现有的基础设施和商业活动。此类平台的开发需要分阶段进行。本文介绍了第一阶段。它是研究平台的试验台，由两艘定制的龙飞船组成，龙飞船停靠在中央枢纽，然后停靠在国际空间站的 Zvezda 舱。该提案旨在利用现成的元素来降低开发成本和时间，使我们能够使用当今的技术在“明天”进行测试。为了执行操作，试验台将脱离对接，撤退到国际空间站后方 2000 米处，并通过启动增强推进器开始旋转。然后，载人龙飞船将系绳到所需的旋转半径以开始测试操作。完成后，试验台将停止旋转，收回系绳并重新对接国际空间站。该序列将根据需要重复。本文还介绍了测试平台的测试目标、优势、劣势、机遇和威胁的分析、测试平台组成部分的设计开发和选择标准、操作概念和与测试平台相关的可能风险及其各自的缓解措施。
采用自适应光学和边缘化盲反卷积进行低地球轨道卫星成像
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。
大型低地球轨道卫星星座：这次会有所不同吗？
地面设备 传统上，卫星是通过抛物面天线进行访问和跟踪的。这种设备不太适合低地球轨道星座，因为低地球轨道星座中会有多颗卫星同时快速穿过地面接收器的视野。电子扫描孔径 (ESA) 天线，也称为电子可控天线，可以在不进行物理移动的情况下移动波束（并跟踪和访问大量卫星）。ESA 还可以设计为模块化组装，这可以让制造商生产大量用于星座地面站和消费设备的基本部件，从而提高规模经济。地面设备的其他重要进步包括新的预测分析和网络优化技术，这些技术可以更有效地利用可用的地面入口点。
SpaceX Starlink 星座的低地球轨道卫星数量和影响
我讨论了当前的低地球轨道人造卫星数量，并表明拟议的约 12,000 颗 Starlink 互联网卫星的“巨型星座”将占据 600 公里以下的地球轨道下部，其纬度相关面数密度在大气质量 < 2 时为每平方度 0.005 到 0.01 个物体。如此大的低空卫星在地面观察者看来非常明亮，而最初的 Starlink 卫星是肉眼可见的物体。我根据纬度、一年中的时间和夜晚的时间模拟了预期的照明卫星数量，并总结了地面天文学可能产生的一系列影响。在冬季，在主要天文台典型的低纬度地区，卫星在半夜的六个小时内不会被照亮。然而，在中纬度（45-55 度，例如欧洲大部分地区）黄昏附近的低海拔地区，黑暗地点的肉眼观察者可能同时看到数百颗卫星。
低地球轨道太空投资战略
已经制定、批准并启动了一项战略，用于美国陆军太空与导弹防御司令部展示低地球轨道联合战术作战能力。美国陆军将利用现有的 Blackjack 计划以低成本创建联合战术能力，利用新兴的商业“巨型”星座作为主要数据/通信网络。• 高带宽用于通信和数据传输• 超视距、远程瞄准• 可由战术作战人员执行任务以提供联合部队支援。这些能力将最大限度地利用国防部开发的新兴商业低地球轨道通信网络和先进空间技术。