美国宇航局和欧空局已将 LiDAR 确定为实现安全精确着陆和交会对接的关键技术。此外,该技术对于难以观察到背景辐射的未来卫星任务和探测车应用至关重要。挑战来自任务参数的限制越来越严格。太空市场普遍倾向于低成本、高可靠性的紧凑型解决方案,而目前的 LiDAR 技术可能会在主要应用中失去相关性。ONEWeb、三星和 SpaceX 等公司的未来商业计划旨在发射总共超过 10,000 颗卫星,2019 年的概念演示任务已经开始,巩固了对这些企业的投资。LiDAR 技术非常适合清除太空垃圾等操作任务参数,但目前的 LiDAR 质量、体积、功率 (MVP) 预算、成本和开发时间在评估新太空应用提案时可能是一个挑战。当前的扫描 LiDAR 使用旋转镜来引导激光束。机械扫描导致解决方案体积庞大、速度相对较慢且耗电。该提案提出了一个项目,旨在加速开发现代一代激光雷达,以更好地适应日益增长的空间应用需求。
摘要 人类面临生存危机;太空垃圾有可能变成“塑料漂流岛”。大型星座 (LC) 系统计划在低地球轨道 (LEO) 上运行数万甚至数十万颗卫星,这对太空时代构成了不光彩的终结的威胁。无法机动的卫星无法避免碰撞。即使是可以机动的卫星也可能发生碰撞。LEO 卫星之间的碰撞往往会造成灾难性的后果,导致大量新的碎片物体散布在 LEO 高度。我们开发了一个模型来探索凯斯勒综合症时间对卫星数量、卫星大小和 LC 轨道的依赖关系。模拟表明:1) 小型卫星(<25 千克)的 LC 比中型(25 至 300 千克)或大型(>300 千克)卫星群安全得多;2) 如果部署中型或大型卫星的 LC,它们在较低轨道(例如 450 公里)比在 600 公里或 1,200 公里轨道)更安全。演示了轨道容量(可持续部署的卫星数量和类型)和临界点(在此临界点不再可能通过停止发射来避免凯斯勒综合症)概念。
2016 年 8 月 – 2021 年 7 月 欧盟委员会 – COMPASS:通过扰动控制轨道机动以应用于空间系统 太空通过为地球提供服务而造福人类。未来的太空活动得益于太空转移而发展,并受到太空态势感知的保障。自然轨道扰动是导致轨迹偏离标准二体问题的原因,增加了轨道控制的要求;而在太空态势感知中,它们会影响太空垃圾的轨道演变,这些垃圾可能会对可能与地球相交的运行航天器和近地物体造成危害。然而,该项目建议利用自然轨道扰动的动力学来显着降低目前极高的任务成本,并为太空探索和开发创造新的机会。 COMPASS 项目将通过开发通过轨道扰动“冲浪”进行轨道机动的新技术,跨越轨道动力学、动力系统理论、优化和太空任务设计等学科。使用半分析技术和动态系统理论工具将为重新理解轨道扰动的动力学奠定基础。我们将开发一个优化器,逐步探索相空间,并通过航天器参数和推进机动来控制扰动的影响,以达到所需的轨道。COMPASS 的目标是从根本上改变当前的太空任务设计理念:从抵消干扰到利用自然和人为扰动。网址:www.compass.polimi.it
在其管辖范围内开展活动,以确保遵守条约和一般国际法的规定。使用预防性方法,可以详细阐述第六条的措辞,为各国遵守授权和持续监督设定最低标准:(1)对所有潜在发射活动进行环境影响评估 (EIA) 的程序要求,以及 (2) 合作和通知的义务。此类程序性义务旨在:协调国家实践,收集有关现有发射实践及其对产生空间碎片的影响的更多信息,并指导各国编纂进一步的实质性义务。1.引言 当代航天工业的商业化推动了私人行为者的发射活动的增加,这导致污染地球轨道的空间物体总体呈指数级增长。截至 2021 年,ESA 报告称轨道上有 6,250 颗卫星,其中 3,500 颗正在运行,与 2015 年仅有的 1,500 颗运行卫星相比大幅增加。[1] 随着巨型星座的发射,这一趋势将继续增长——例如,2019 年 5 月,SpaceX 发射了其 Starlink 星座的前 60 颗卫星,计划总共发射 12,000 颗卫星。[2] 当与当前的太空垃圾数量相结合时,这些数字变得更加惊人,因为现在估计有: 34,000 个太空物体
过去几十年来,轨道卫星的数量以不受限制和不受管制的方式大幅增加,威胁到未来可持续的太空探索。正在进行的建造微型卫星巨型星座的计划将不可避免地增加轨道天体的数量,从而产生越来越多的碎片。随着轨道天体数量的增加以及轨道上剩余的卫星和运载火箭的增多,再入率预计将继续增长。虽然人们普遍认为大多数物体在再入过程中会完全燃烧,但太空碎片消亡对地球大气层的影响却只得到了很少的研究,其长期影响仍不得而知。我们利用反应分子动力学模拟来解决中间层再入的关键结构材料铝的氧化过程,在此介绍第一台大型超级计算机对氧化铝纳米颗粒的生成进行运行。截至 2022 年,从低地球轨道 (LEO) 重返大气层的物体总质量总计达 309 公吨,与上一年相比增长了 18%。与天然来源相比,仅凭这一数据,大气层顶部注入的铝年质量率就已增长了 87%。结果表明,太空垃圾在中间层消亡产生的氧化铝会聚集成纳米颗粒,并需要数十年时间才能衰减至较低高度。
摘要:传统的城市规划方法主要侧重于水平维度,忽视了来自外层空间的潜在风险。本文旨在探讨受外层空间影响的城市垂直维度,这是战略城市规划的重要组成部分。通过研究外层空间中铱星 33 号和宇宙 2251 号卫星相撞的一起高度破坏性事件,本文阐明了城市地区与外层空间基础设施和服务之间错综复杂的相互依赖关系。本研究利用连接城市和外层空间领域的关键基础设施保护原则,并采用模拟方法和软件,阐明了城市安全错综复杂的治理复杂性,并提出了可行的解决方案来加强城市安全。因此,本研究通过为城市治理提供学术讨论,为培育可持续智慧城市提供潜在战略,为正在进行的安全实践空间整合审议做出了贡献。从本质上讲,城市地区的内在恢复力很大程度上依赖于城市与外层空间之间的相互联系,因此城市战略家必须承认并理解这些错综复杂的相互依存关系。为了确保城市的可持续发展,必须通过实施更严格的法规来增强智慧城市对太空垃圾的恢复力。
立方体卫星技术能够精确检查轨道物体,从而有效地协助各种近距离操作。这些应用包括评估非活动卫星以准备执行活动碎片清除任务、监控和维护运行中的航天器(如国际空间站或电信卫星)等任务。展望未来,立方体卫星还可用于检查深空物体,包括将作为未来阿尔特弥斯计划探索任务门户的地月人为站。此外,立方体卫星还可以通过协助组装大型空间基础设施、重新配置和/或翻新/加油空间资产,甚至在舱外活动期间为宇航员提供支持,在服务任务中发挥作用。检查轨道上的航天器的任务已被证明相当具有挑战性,但立方体卫星和纳米卫星有可能通过在目标附近作为自由飞行器运行,配备适当的传感技术来观察和收集数据,从而完成这一角色。对在轨航天器进行近距离检查具有多种优势,可应用于两大类,即监测运行中的太空资产以增强其能力并支持其任务,以及检查太空垃圾以准备并可能执行主动清除任务。各组织已考虑纳入紧凑型平台,以促进实现上述任务目标 [4] [5]。在美国和欧洲,已经执行了任务,目前正在开发中,研究机构、大学和私营企业的参与 [1] [2]。通过这些任务和研究,很明显,必须解决与近距离操作和编队飞行相关的许多障碍,以确保即将执行的任务具有必要的安全水平 [3]。本文的重点是探索太空骑士观察立方体 (SROC) 的会合和对接能力的研究。
小型太空机器人有可能通过以更短的时间和更低的成本促进基础设施的在轨组装,从而彻底改变太空探索。如果这样的系统还能够执行在轨维修任务,那么它们的商业吸引力将进一步提高,这符合当前限制太空垃圾和延长已在轨卫星寿命的动力。虽然成功演示了有限数量的能够在轨道上操作的技术,但这些系统仍然很大且是定制的。最近小型卫星技术的激增正在改变太空经济,在不久的将来,缩小太空机器人的尺寸可能成为一种可行的选择,具有许多好处。这一行业范围内的转变意味着一些用于缩小尺寸的太空机器人的技术,例如电源和通信子系统,现在已经存在。然而,在缩小尺寸的太空机器人能够执行有用的任务之前,仍需要克服动态和控制问题。本文首先概述了这些问题,然后分析了缩小系统尺寸对其操作能力的影响。因此,我们提出了最小的可控系统,以便利用现有技术实现小型空间机器人的优势。本文讨论了基础航天器和机械手的尺寸。所提出的设计包括一个安装在 12U 尺寸卫星上的 3 连杆、6 自由度机器人机械手。我们通过模拟评估了这种 12U 空间机器人的可行性,本文提供的深入结果支持了小型空间机器人是可行在轨操作解决方案的假设。2020 COSPAR。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。
加利福尼亚州门洛帕克,2024 年 1 月 19 日 — 拥有最大、最全面的低地球轨道物体目录的公司 LeoLabs 今天宣布,它已收到 NOAA 太空商业办公室 (OSC) 的综合探路者订单,用于开发民用主导的国家太空交通协调系统 (TraCSS)。通过这份合同,OSC 将能够利用 LeoLabs 的内部专业知识、人工智能技术以及最大的商业数据集,其中包含超过 20,000 个物体和数百万条每日连接数据消息。 “正如空中交通管理对飞行安全至关重要一样,太空交通协调对太空安全也至关重要,”LeoLabs 首席执行官 Dan Ceperley 表示。“2023 年,低地球轨道卫星数量增长了约 45%,预计 2024 年将再增长约 35%。再加上太空垃圾的增长,这意味着需要更多的协调来防止碰撞。LeoLabs 很高兴成为美国太空交通协调系统的基础层,该系统是世界上最先进的系统,可增强太空安全性和可持续性。” 综合探路者是一系列探路者项目中的第一个,旨在支持 TraCSS 的开发。该订单展示了美国政府在开发该系统和履行太空政策指令 3 (SPD-3) 方面取得的快速进展,该指令要求开发由民政机构管理的国家 STM 服务。美国不仅展示了其在太空安全方面的领导地位,而且还通过整合商业解决方案表明了其对航天工业的持续支持。
Pierre OMALY (CNES) 由法国国家空间研究中心 (CNES) 牵头的“太空关怀技术” (T4SC) 计划在实施法国新的太空运营法规方面发挥着关键作用。这些法规对发射器和太空物体的设计、制造和操作提出了更严格的要求,旨在提高太空运营安全性,最大限度地降低对公众和环境的风险,并减少太空垃圾的产生。T4SC 与这些目标完美契合,它提供了一套技术解决方案和实用工具,帮助航天业利益相关者满足新的监管要求。关键创新包括:Detumbler:一种专利设备,用于稳定故障航天器,便于恢复。EOLTS:一种精确的定位系统,用于进行明智的机动,使用微型信标准确跟踪卫星。3D 打印防护罩:一种轻质、耐用的防护罩,可保护卫星免受微流星体撞击。EPASS:一种安全放电报废卫星电池的系统。超敏捷推进:水基推进系统使小型卫星能够执行精确的防撞操作。RFID 标签:一种从地球快速识别卫星的技术。除了技术进步之外,T4SC 还促进公共和私人太空参与者之间的合作,组织年度研讨会以应对太空交通管理和环境保护方面的共同挑战。总之,CNES 的 T4SC 计划在促进新法国太空法规的应用方面发挥了重要作用。通过创新技术、实用工具和协作努力,T4SC 为更安全、更可持续和更负责任的法国太空部门做出了贡献。