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革命性的地球静止轨道卫星光数据中继服务
2024 年 10 月 16 日 执行摘要：在关键的政府和军事行动中，每一秒都至关重要。Space Compass 正在部署一种基于太空的架构，可实现高达 10 Gbps 的数据速率。以这种速度，对太空中关键任务的支持可以发生转变，从而能够在几秒钟内而不是几小时或几天内交付图像和其他数据。本文研究了这种架构的工作原理，并讨论了它将对几个关键用例产生的影响。简介：Space Compass 光学数据中继服务能够加快数据移动速度、改善安全操作并实现比以往更高的容量。Space Compass 是世界知名电信提供商 NTT 与全球最大、最可靠的卫星通信公司之一 Sky Perfect JSAT Group 的合资企业。他们共同成立了 Space Compass，充分利用他们在卫星运营和光通信技术方面长期积累的专业知识，提供世界上第一个集成空间计算网络。空间集成计算网络：Space Compass 利用 JSAT 和 NTT 过去的广泛表现来设计太空中的高容量通信和计算基础设施。我们的光学数据中继服务利用此基础设施将数据从地球静止卫星高速传输到地面。我们的光学方法意味着速度和容量非常高，并且与我们的 GEO 架构相结合，可以缓解现有传统架构的限制。传统架构使用较慢的通信和较少的容量，并且在地面站视线范围内运行，所有这些都限制了性能。
未来太空资产和竞争环境的风险增加了地球静止轨道位置的固有成本和实际成本
1. 摘要 随着关键太空资产面临新的威胁，美国及其盟友需要发挥创造力，以适应以前可以忽略不计的弱点。大型单颗卫星为地面上的我们提供基本服务，因此极易受到攻击。正在考虑的一种解决方案是发射由多颗小型卫星组成的星座系统，据称这可以降低任何一次袭击破坏这些基本服务的可能性。然而，这种方法是不可持续的，会加速减少进入太空的风险，并增加碎片的威胁。大量碎片会对在轨资产的关键空间态势感知（“SSA”）和空间领域感知（“SDA”）造成危害，并使地面观察员难以跟踪和忽视重要资产。
地球静止轨道 (GEO) 中的空间碎片生成
这项工作的目的是评估航天器材料在使用寿命结束后会发生什么。本文介绍了航天器外部材料和空间环境的影响。本文是对航天器材料退化和地球静止轨道 (GEO) 空间碎片形成的持续研究的结果。在本文中，结合同时进行的紫外线、粒子辐射和热循环，将 20 年的 GEO 剂量分布应用于一组外部航天器材料。这些材料包括 MLI 组件、Velcros 固定和航天器涂装。对这些暴露在模拟空间环境中的外部航天器材料的评估证实了 MLI、Velcros 固定和涂装的退化、分层机制和颗粒污染的临界性。空间辐射（粒子、紫外线）和热循环的协同作用使材料老化并产生机械应力，导致脆性表面、裂缝和分层的产生。这些现象对暴露的表面造成严重损坏，改变表面的热光特性，并可能导致空间碎片的产生。具体来说，实验结果显示了内部 MLI 层的分层和 Velcros 的严重退化。
使用人工智能分析光变曲线以识别地球静止轨道物体
对地球轨道上的空间物体进行表征是一项重要任务，特别是随着太空交通的增加和太空交通管理的出现。正确理解物体的形状、大小和姿态对于预测其未来行为至关重要。光变曲线越来越多地被用于表征物体，方法从简单的回归分析到复杂的人工智能解决方案。本文介绍和演示的方法是一种基于卷积神经网络的机器学习算法，能够表征物体的几何形状、姿态和材料等物体参数。该方法旨在成为一种灵活的分类方法，可以扩展到所有轨道和任何类型的物体，包括碎片。本文介绍了正在进行的研究的中间结果，展示了多分类和多分支分类模型的使用。结果表明，该方法可以从单个完整的夜间光变曲线中成功地以超过 80% 的准确率对地球同步轨道上物体的形状、大小、姿态和主要材料进行分类。
太平洋上空近距运行的地球静止轨道卫星的天文测量和光度测量
摘要 2020 年 2 月，新西兰收集了大量近距离操作的地球静止卫星观测数据。这些测量是“幻影回声”实验的一部分，该实验是澳大利亚、加拿大、新西兰、英国和美国之间的合作活动。作为一个合适的案例研究，选择了任务扩展飞行器 1 (MEV-1) 和 Intelsat 901 之间的对接。在近距离操作的最后部分，两颗卫星位于太平洋上空，因此从新西兰可以看到。这些观测是在位于奥克兰北部旺阿帕劳阿半岛的国防技术局 (DTA) 空间领域意识 (SDA) 天文台进行的。所有图像均使用配备 FLI ML11002 CCD 相机的 11 英寸 (279 毫米) Celestron Edge HD 望远镜拍摄的。DTA 天文台最近已完全自动化，可以整夜连续收集数据。每个晴朗的夜晚，为了提高光度测定和天体测量的时间分辨率，我们经常会收集多达 1500 张图像，采样率约为每分钟 3 帧（每小时 180 帧）。基于 5 秒的曝光时间，卫星探测的视星等极限约为 15。实际上，只有当物体的星等约为 14 或更亮时，结果才是可以接受的。数据缩减是在 StarView 中执行的，这是 DTA 为 SDA 图像分析开发的专用软件工具。专门开发的数据分析算法用于恒星（恒星）图像和卫星（非恒星）图像的天体测量校准。基于视野中识别的大约 100-400 颗恒星，天体测量解决方案的典型 RMS 误差为 0.2 角秒。校准时使用了欧洲航天局的 GAIA 目录 (DR2)，星等限制在 16 级以下。两颗卫星之间的相对天体测量随机测量误差通常小于 0.1 角秒，相当于太空中的 20 米以内。基于 GAIA G 波段的典型光度校准产生的 RMS 误差约为 0.1 – 0.2 个量级。同时，在良好的大气条件下，孔径光度测定的随机误差仅在 0.02 到 0.04 之间。利用 MEV-1 和 Intelsat 901 在近距操作期间获得的高质量测量结果，可以将观测到的天体测量和光度数据中的某些特征与任务期间执行的实际操作和其他关键事件关联起来。事实证明，现成的小孔径光学设备可成功用于监测地球静止轨道 (GEO) 上的近距操作并收集重要信息以供空间领域感知。
退役地球静止轨道卫星的雷达和光学研究
摘要 了解和预测废弃地球静止轨道卫星和火箭体的自旋状态演变对于空间态势感知、主动清除碎片、卫星维修、异常解析和小行星演化都具有重要意义。有明确的证据表明，许多废弃地球静止轨道卫星自旋状态主要由 Yarkovsky-O'Keefe-Radzievskii-Paddack (YORP) 效应驱动。YORP 效应是由于太阳辐射和热再发射扭矩引起的自旋状态演变。观测对于了解 YORP 如何驱动自旋状态以及验证动力学模型至关重要。不幸的是，从无处不在的光度光变曲线数据中提取自旋状态（自旋周期、转动角动量矢量、瞬时姿态）具有挑战性，因为地面望远镜无法解析地球静止轨道卫星。即使对于众所周知的物体，光变曲线反演也常常会在建模不确定性（即详细的卫星几何形状、反射特性）内产生几个或更多非常拟合的自旋状态解。此外，有强有力的证据表明，YORP 效应使卫星从匀速旋转转变为非主轴翻滚。这种翻滚状态使光变曲线反演过程更加复杂，因为翻滚运动由两个独立的周期驱动。为了帮助自旋状态分析，特别是翻滚情况，我们结合了在 Goldstone 深空通信中心获得的多普勒雷达观测数据。通过研究著名的退役 GOES 气象卫星系列，我们获得了所有目标的明确自旋周期估计值和非常窄的极点解，与光变曲线数据无关。我们注意到在两个月的时间内，自旋速度和极点方向发生了显著变化。这些发现与 YORP 驱动的演化一致。
地球静止轨道卫星的通道选择与分析...
摘要：基于干涉技术的地静止亚毫米大气音响器是微波遥感的最新领域。配备了地形轨道气象卫星平台上的亚毫米大气遥感仪器，将同时增加观察频率，并提高云检测能力。当前的极性气象卫星观察系统可确保只有六个小时的观察期，次越小时和其他快速变化的天气系统进行实时观察。地静止的亚毫米声音[1-3]具有全天候工作，历史，大覆盖范围和实时的特征。可以观察到天气中动态变化的整个过程，为数值天气预测和短期预测提供了高的时间分辨率观察数据。在论文中，内容将主要包括通道的选择和分析地静止的干涉次要测量值。关键字：大气参数，地理次毫米声音，干涉技术，渠道选择