外太空是无限的,可用的行星轨道不是。这使地球的轨道成为以外的国家管辖区(ABNJ)综合体以外的地区的独特案例,以可持续和公平的方式难以使用,并且几乎棘手地在国际层面进行规范。截至2023年,我们远未达到可持续的轨道环境,而地球轨道对新卫星星座的未来用途现在似乎越来越有风险。采用基于概率的经验模型来投影太空中对象的生长轨迹,本文认为,除非实施了强大的补救措施,否则该行业将在接下来的几年内越过“临界密度”阈值,除非实施清除轨道并估算主动垃圾删除量的潜在成本。我们的发现表明,无论多么先进或开创性,轨道可持续性不太可能仅来自技术。长期解决方案必然需要对过时的,通常是冲突的国际监管框架进行根本性的重写,这首先有助于造成这种碎片危机,从而使地球的轨道缩小到(几乎)无回报的点。
(Hohmann 1960)是 1925 年著作的英文译本。他证明,实现最小能量的轨迹是与两个行星轨道相切的椭圆。作为力学原理,“霍曼转移椭圆”并不局限于行星际飞行,它还适用于例如从圆形低地球轨道转移到更高的圆形轨道。人们对最小能量轨迹的兴趣一直延续到现在——能量是一种珍贵的资源——但在早期航天研究人员眼中,这类轨迹尤为重要。这些先驱者知道太空旅行面临许多障碍,但最困难的就是对大量能量的需求;因此,霍曼发现的重要性对那些精通太空飞行力学的人来说是显而易见的。沃尔特·霍曼对航天事业的巨大贡献是发现了椭圆形这一旧物体的新用途。然而,他在太空旅行概念开发方面的参与远远超出了这一发现:能量和质量要求;航天器设计;大气建模;机动分析;机组人员安全;地外原位推进剂生产等等。除了进行研究之外,霍曼还属于
1. 飞掠航天器 2. 轨道器 3. 大气航天器 4. 着陆器 5. 探测车 6. 穿透器 7. 天文台航天器 8. 通信航天器 我们分别阐述这八个类别。 (另请参阅JPL公共网站,其中列出了过去、现在、未来和拟议的JPL机器人航天器任务的最新列表) 1.飞掠航天器 飞掠航天器进行太阳系探索的初始侦察阶段。它们沿着连续的太阳轨道或逃逸轨迹运行,永远不会被进入行星轨道。它们必须能够使用其仪器观察经过的目标。理想情况下,它们可以平移以补偿目标在光学仪器视野内的视运动。它们必须将数据下行链路到地球,并在其天线偏离地球点期间将数据存储在机上。它们必须能够承受长时间的行星际巡航。飞越航天器可能设计为使用推进器或反作用轮在 3 个轴上稳定,或连续旋转以保持稳定。飞越航天器类别的主要示例是旅行者 2 号,它与木星、土星、天王星和海王星系统进行了接触。飞越航天器的其他示例包括:
范围NASA Glenn Research Center一直在典型苛刻的空间环境中,特别是极端的温度暴露和广泛的热循环,对商业货架(COTS)电气,电子和机电(EEE)部分进行了可靠性研究和性能评估。在NASA电子零件和包装(NEPP)计划的支持下,这些努力已经跨越了几年。有时,NASA开发的零件和材料的性能评估也与其他NASA中心合作执行,包括GSFC,LARC,MSFC和JPL。测试文章包括半导体开关,电容器,振荡器,电压参考,灵活的打印电路板,传感器和DC/DC转换器,仅举几例。虽然此摘要对选定零件获得的测试结果提供了概述,但这些和其他COTS零件的详细发现发布在NASA NEPP网站上。实验研究主要集中在设备/电路暴露于高温和低温(有时超出其指定限制之外),热循环以及在极端温度极端的重新启动能力,以建立在功能上的基线,并确定这些设备在太空勘探任务中的适用性。这些发现被传播到任务计划人员和电路设计师,以便可以正确选择电子零件,并确定风险评估和缓解技术以在太空任务中使用此类设备。极端温度环境电路和未来NASA空间任务的系统涉及航天器,深空探头,行星轨道和着陆器以及在极端温度环境中需要可靠和高效的操作的表面探索仪器。例如,发射的行星际探针探索土星的环将经历大约-138C的温度。商业级电子零件通常指定为在0°C和70°C之间运行,指定工业级的半导体设备指定在-40°C和85°C之间运行,并指定在-55°C和125°C之间运行的军事级。由于严格的温度信封,用于空间使用的零件的评级不同,因此需要在可用EEE零件的范围内运行。