摘要 在 EU-SST 研发活动框架内,法国国家太空研究中心和阿丽亚娜集团设计并开发了新的光学监视策略,以便以协调或非协调的方式对低地球轨道、中地球轨道和高地球轨道上的空间物体进行分类。这些活动的第一部分是分析公开文献中的最新技术,并根据从这些论文中找到的元素构建我们自己的解决方案。然后,针对每个轨道区域制定了监视策略,重点是低地球轨道和中地球轨道。两者都有一种协调模式:这意味着这些策略会考虑到站点位置和每个站点可以勘察的天空区域来优化要勘察的天空区域;还为每种策略开发了一种非协调模式,以便评估对性能的影响。针对每种轨道区域已经开发了几种监视模式,本文将对这些模式进行介绍。本文将基于法国国家太空研究中心 BA3E 模拟器和阿丽亚娜集团工具,描述这些策略在由 EU-SST 传感器形成的理论光学网络上的模拟性能。最后,在为期两周的活动期间,使用 GEOTracker® 传感器进行了一项操作实验,以挑战和评估这些策略在操作条件下的性能。
o 与电信公司合作建设固定无线网络或低地球轨道 (LEO) 卫星,作为最后一英里连接的替代方案。短期内,提供补贴以扩大固定无线或低地球轨道 (LEO) 的接入,特别是在农村社区。虽然通过光纤建设提供的固定宽带服务有望降低延迟并提高吞吐量,但政府和私营部门的短期资本支出可能令人望而生畏,尤其是在试图覆盖地理分散、收入低于城市地区的客户时。固定无线网络和低地球轨道 (LEO) 是增加连接的两种方式,以更低的成本实现更高的数据吞吐量——让更多人能够访问人工智能等技术并生成数据。30 此外,倡导人工智能的国际合作伙伴可以推动将国家频谱分配给愿意为专注于人工智能的技术中心提供服务的电信公司,这些技术中心的吞吐量和延迟要求比其他商业站点更高。
o 与电信公司合作建设固定无线网络或低地球轨道 (LEO) 卫星,作为最后一英里连接的替代方案。短期内,提供补贴以扩大固定无线或低地球轨道 (LEO) 的接入,特别是在农村社区。虽然通过光纤建设提供的固定宽带服务有望降低延迟并提高吞吐量,但政府和私营部门的短期资本支出可能令人望而生畏,尤其是在试图覆盖地理分散、收入低于城市地区的客户时。固定无线网络和低地球轨道 (LEO) 是增加连接的两种方式,以更低的成本实现更高的数据吞吐量——让更多人能够访问人工智能等技术并生成数据。30 此外,倡导人工智能的国际合作伙伴可以推动将国家频谱分配给愿意为专注于人工智能的技术中心提供服务的电信公司,这些技术中心的吞吐量和延迟要求比其他商业站点更高。
其中包括 53 颗位于不同低地球轨道 (LEO) 和地球同步地球轨道 (GEO) 的印度卫星。印度还发射了火星和月球探测任务。最近,印度成功发射了月船三号,成为世界上第四个登陆月球的国家,也是第一个将维克拉姆着陆器和 Pragyan 探测器降落在月球南极附近的国家。此外,2023 年 9 月 2 日,印度发射了 Aditya-L1 任务来研究太阳。预计这颗卫星将于 2024 年 1 月的某个时候到达其指定位置拉格朗日 1 号 (L1),并保持在太阳和地球之间的稳定状态。印度还计划很快将一名印度公民派遣到低地球轨道,可能是在 2023 年底或 2024 年初。这次任务被称为 Gaganyaan。印度太空计划还以其以极低的价格发射任务的专业知识而闻名。
本文研究了卫星的在轨寿命。研究涵盖了不同的轨道状态、通用任务分析工具 (GMAT) 模拟和数据,以确认低地球轨道因素对卫星衰减的影响。太阳活动是卫星寿命的一个关键决定因素,影响低地球轨道 (LEO) 卫星所受的大气阻力。研究证实了阻力因素(横截面积和轨道高度)与卫星寿命之间的相关性,强调需要优化这些因素以延长在轨运行以及随后快速脱轨。本研究旨在为更细致地了解大气阻力因素和卫星动力学做出贡献。简介卫星已成为现代世界的重要组成部分,提供从通信和导航到天气预报和地球观测等广泛的关键服务。然而,卫星并不是太空中的永久固定装置。特别是在低地球轨道,卫星可能因大气阻力、潮汐扰动和太阳效应而逐渐失去轨道高度,并最终重新进入大气层并烧毁。因此,卫星在轨寿命是其设计、运行和任务规划的关键因素。
随着可机动飞行器和计划进入深空(即超越地球同步地球轨道(GEO))的飞行器越来越多,空间环境变得越来越拥挤,空间领域感知(SDA)和空间交通管理(STM)变得越来越具有挑战性。由于地球轨道卫星和地月轨道卫星之间的距离很大且观测几何有限,因此空间基地月领域感知任务的轨道设计是一个重要课题。必须为地月空间物体建立复杂的天体动力学模型,因为月球引力不能像在地球轨道飞行器动态模型中那样被忽略或视为地月物体跟踪动态模型的扰动。地月空间体系在天文学、行星际任务分级、月球探索和通信以及地球轨道插入等应用方面具有重要价值,因此越来越受到航天工业的关注 [1]。放置在地月共线拉格朗日点 L1 和 L2 的航天器可以避免地球和月球的重力井、表面环境问题以及人造和天然空间碎片。这些航天器需要较低的驻留推进剂(每秒厘米级),并且可以在 L1 和 L2 之间或地月空间和日地空间之间飞行 [2]。
在轨服务 (OOS) 为航天器 (s/c) 的加油、检查、维修、维护和升级提供了新的机会。随着技术的成熟和经济前景的改善,OOS 是未来航天增长的一个重要领域。这种拥堵促使航天器运营商探索如何利用 OOS。地球静止轨道 (GEO) 航天器的 OOS 任务目前正在进行中。这是由于为长寿命整体式化学推进 GEO 资产加油的商业案例已经结束。然而,除了技术演示外,目前还没有针对低地球轨道 (LEO) 航天器的 OOS 计划,因为它们的设计寿命较短且成本较低。随着行业将重点转向 LEO,为 LEO 航天器提供服务将变得尤为重要。为 LEO 星座设计 OOS 系统与基于 GEO 的系统不同,这种差异归因于 LEO 卫星的扩散、环境影响(J2 节点进动、阻力)和不同的星座模式。由于访问增加、分布式风险、灵活性和成本增加,LEO 中的卫星星座正变得更加分散。s/c 的 OOS 可以减少对子系统的要求,例如安全性和冗余需求。这些要求的减少将降低风险、降低成本并提高系统弹性。本文分析了扩散的 LEO 星座中 OOS 的好处。对几种 OOS 系统架构进行了建模;在每个系统架构中,模型将改变服务商数量、高度和轨道机动等质量。该模型的目标是优化成本、时间和效用,以生成 OOS 系统架构的权衡空间。
