马德里,2022 年 7 月 21 日 - 由 Indra 和 ENAIRE 创建的 Startical 的创新提案,旨在发射一组小型卫星以改善空中交通管理 (ATM),该提案得到了欧盟委员会的大力支持,该委员会将支持开发一个关键的演示器以加快解决方案的部署。气候、基础设施和环境执行机构 (CINEA) 将通过连接欧洲基金 (CEF) 基金向由 Startical、ENAIRE 和 Indra 领导的 ECHOES 项目捐款约 1500 万欧元,目的是验证和量化优势、可靠性和可用性,这些空间基础设施将改变空中导航部门,使其更加可持续,并使其更接近 2050 年设定的脱碳目标。该提案在 CINEA 发起的智能交通项目征集中获得了如此高比例的资金,这要归功于其出色的评级,在各种评估标准中获得了最高分。这是对其技术偿付能力、创新性、倡议的巨大影响及其颠覆性能力的认可。欧盟通过此次呼吁大力支持 ECHOES 项目,除了允许在 SESAR 3 联合承诺 (SESAR 3 JU) 及其数字欧洲天空研究和创新计划框架内继续对该技术进行投资外,还与下一代基金相兼容,这被视为委员会和成员国在促进航空基础设施以及欧洲和西班牙航空航天部门主要能力发展方面的一致性和互补性的标志。除了提高航空运输的能力、流动性、效率和环境友好性之外,这种具有重大技术和工业成分的颠覆性关键卫星基础设施将成为推动西班牙和欧洲工业走在新太空前沿的驱动力,新太空是一个具有强大增长潜力的业务领域。这将意味着质量的飞跃,进而提升该行业在全球范围内的竞争力。变革性技术作为驱动力
摘要 — 用于通信服务的卫星星座正变得越来越重要,Starlink 和 OneWeb 等多家公司都发射了由数百或数千颗卫星组成的星座。本论文研究了如何为直径约为 15 厘米的小型用户终端设计这样的星座。提出了四个星座,其中两个在 8500 公里高度,两个在 1200 公里高度。研究了在轨道平面上系统地放置卫星的方法、链路预算的方面以及国际上的相关法规。结果发现,最有利的星座是中地球轨道星座,最低仰角为 30 ◦。选择这种星座的主要原因是预算有限,无法发射大量卫星。最后,考虑了同时包含地球静止卫星和非地球静止卫星的混合星座的概念。
使用卫星到卫星系统的无线电力传输 (WPT) 技术是一种宝贵而便捷的技术,用于在太空太阳能卫星 (SSPS) 和卫星之间以及潜在的即将到来的行星际任务之间无线传输电力。这种直接传输提供了一种可能的解决方案,可以为卫星提供持续、方便和无限的能源供应,以帮助取代传统的电力储存,并减轻重量,最终降低发射卫星的成本。卫星行业传统上使用光伏电池和核发电机来满足航天器所需的电力。目前的发电和有效管理系统占卫星质量的 10-25%。能源卫星 (E-Sat) 的基于激光的 WPT 概念可以克服重大问题。这种一致的想法可以应用于航天器,通过开发一个名为能源轨道 (E-Orbit) 的 E-Sat 星座来为范围内的航天器提供足够的电力。它将增加令人印象深刻的性能和使用寿命。此外,创建 1600 个 E-Sat 星座以满足低地球轨道的电力需求。总体效率变化取决于激光器、发射器、传输距离和光伏电池的选择,就像在无线通信网络中提高信息的最大传输效率一样。因此,总体而言,卫星间电力传输系统设计在实践中具有充分的指导方针。该技术的开发和演示有助于实现太空太阳能卫星将千兆瓦可再生能源传输到地球的想法。
大型卫星星座正在成为现实。自首批发射以来的两年内,Starlink 已发射了 1600 多艘航天器,Planet 已发射了 450 多艘,OneWeb 已发射了 200 多艘,并且还在不断增加。每个月都会宣布新的星座项目,其中一些是用于新颖的应用。本文的第一部分重点介绍 251 个商业卫星星座的行业调查。介绍了应用、形式因素、状态、制造商、成立年份的统计概况,包括早期项目和已取消的项目。大量商业实体已发射至少一颗演示卫星,但运营星座的跟进速度要慢得多。原因之一可能是资金通常是分阶段筹集的,大多数商业模式的可持续性仍有待证明。本文的后半部分按选定的应用研究了星座,并讨论了过去 5 年中应用、卫星质量、轨道和制造商的趋势。NewSpace 挑战的最早应用是 AIS、地球观测、物联网 (IoT) 和宽带互联网。近年来,大多数应用已由政府或军事卫星及其他机构规划或执行,且已呈现多样化。
由 OHB Sweden 牵头的财团已开始为可能的北极气象卫星 (AWS) 星座任务实施一颗原型卫星。这个低极轨道上的小型卫星星座将频繁覆盖极地地区,以支持改进北极和南极地区的临近预报和数值天气预报 (NWP)。AWS 任务旨在补充现有的极地轨道气象卫星(例如 MetOp 和 MetOp 第二代 (SG)),提供额外的大气探测信息以改进全球范围内的 NWP。这颗重 120 公斤的 AWS 原型卫星将在约 600 公里的太阳同步轨道上飞行,并基于 OHB Sweden 的 InnoSat 平台。有效载荷是 Omnisys Instruments 的交叉轨道扫描被动微波辐射计,具有 4 个频段,可提供大气探测信息,补充 MetOp-SG 上的微波辐射计。全球数据将存储在卫星上,用于特定区域的数据转储以及实时全球广播。地面部分包含泰雷兹公司高度创新的数字波束形成网络 (DBFN) 地面站,可同时跟踪多颗卫星。预计最终的卫星群将为整个北极地区提供延迟时间少于 30 分钟的数据。
本论文是亚洲开发银行(ADB)区域技术援助“亚太数字发展基金”项目实施的一部分,该项目由韩国电子亚洲和知识伙伴基金共同资助。亚行领域专家和数字连通性顾问 John Garrity 和亚行可持续发展和气候变化部(SDCC)高级公共管理专家(数字化转型)Arndt Husar 领导了该工作论文的编写,SDCC 数字技术发展部主任 Thomas Abell 负责总体指导。在研究本工作论文的过程中,我们采访了一系列行业专家以了解背景情况,此外还查阅了公开文件,包括研究报告、媒体文章、学术论文、网络研讨会和视频。亚行谨感谢在此过程中与我们分享专业知识的所有人。
科学家和预报员需要高质量的、具有全球覆盖范围的空间和时间分辨率的数据,以研究和监测世界各地的各种气象和气候现象。对于一些国家来说,这些观测数据不足和/或缺失,因为多种困难阻碍了这些数据的获取(经济、物流、技术等)。缓解这些挑战的一种尝试是利用气象卫星,自 20 世纪 50 年代末以来一直进行连续测量。它们提供了有关影响地球气候和天气的地球大气、冰冻圈、陆地、海洋和空间天气的重要信息。新的地球静止环境业务卫星系列 (GOES-R) 和联合极地卫星系统 (JPSS) 代表了卫星观测能力的重大进步。然而,由于 GOES-R 和 JPSS 中采用的先进技术已大大改善了成像效果,因此需要更多的培训和努力才能利用这些卫星进步带来的新优势。此外,GOES-R 和 JPSS 卫星将在 2030 年代投入运营,让世界各地的不同用户了解最新情况非常重要。
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。
模拟TM风是一种基于微型高分辨率,广阔场,热发射光谱仪器改善短期天气预测的方法,该方法将提供高(3-4 km)水平和垂直(1 km)空间分辨率的全球对流层垂直谱图。可以在27U级的立方体或ESPA级的微卫星上适应其尺寸非常小,质量和最小冷却要求。较低的制造和发射成本使Leo Sun同步发声星座可以共同提供频繁(1-2小时)的刷新速率或频繁,垂直解决的对流层风观测。这些观察结果与当前和新兴的环境观察系统具有很高的互补性,并将提供高垂直和水平分辨率的组合,目前正在运行中的任何其他环境观察系统都没有提供。米斯TM风提供的光谱遥感测量值类似于由BAE Systems构建的NASA大气红外声音(AIRS),目前在Aqua Satellite上运行。Airs一直在提供精心校准的红外光谱光谱观测,用于天气,气候研究和操作天气预报已有十多年了。这些新的观察结果,当被吸收到高分辨率的数值天气模型中时,将彻底改变短期和恶劣的天气预测,挽救生命,并支持能源,空中运输和农业领域的关键经济决策,其成本要低得多,比从地静止的Orbit中提供了这些相比。此外,这种观察能力将是研究水蒸气,云,污染和气溶胶的运输过程的关键工具。