卫星重新定位的过山车式方法

航空航天工程师们正在用一种名为“过山车计划”的新方法革新主动卫星重新定位。
过山车

当自然灾害发生或国家安全突发事件发生时,分秒必争。

但是,在近地轨道上运行的卫星需要100分钟才能完成一次覆盖全球的飞行任务。较大的卫星可以提供更大范围的连续覆盖,但需要更高的高度,仍然只能覆盖地球的大约三分之一。

在关键的、快速移动的情况下,太空运营商可能会发现,卫星定位的顽固顽固性对他们构成了挑战。尽管取得了许多技术进步,但卫星仍需要旋转或绕轨到可观测范围内,才能对目标进行成像。

玩必威棋航空航天公司正在测试一种新方法,利用大气阻力提供动态卫星重新定位,使地面上出现的情况能够按需响应。

这个被称为“过山车计划”的新概念是目前静止的卫星成像方法的替代品,这种方法利用机动和低地球轨道(LEO)的大气阻力快速有效地改变卫星的地面轨道。


在这个虚构的演示中,过山车被用来测量飓风袭击波多黎各后圣胡安遭受的损失。过山车式立方体卫星能在27小时内飞越圣胡安,而国际空间站(它的部署地点)在几十天内都没有这样的观测机会。


航空航天飞行设计和优化部门的Travis E. Swenson说:“如果你想要看到地面,这将使你能够在很短的时间内到达那里。”“这个想法是,你可以部署其中一个过山车,使用一个降落伞,安全地改变你的轨道,这样你就可以想象一个感兴趣的区域比你可以有更多的响应。”

项目过山车方法被分为三个连续的阶段:燃烧、拖动和滑行。

在启动过程中,执行一个小的机动来降低近地点,这改变了卫星的地面轨道,使航天器能够进入更高密度的大气。接下来,卫星会部署面板或降落伞,利用阻力进一步修改其地面轨迹。

最后,收起或丢弃拖曳装置,然后卫星继续运行,直到实现飞越目标。这使得全球可见访问在一个显著减少的时间框架,并大大减少了燃料需求。

过山车项目所需的技术已经通过立方体卫星进行了演示,计算机模拟也证实了其可行性。

“如果你想让眼睛盯着地面,这将使你能够在很短的时间内到达那里。”

如果成功,“过山车计划”的方法将允许对自然灾害进行及时调查,在国家安全紧急情况下提供情报,并为许多其他情报应用提供服务。

过山车还可以促进航天器定向重返海洋,大大减少陆地撞击的情况,同时也使为避免航天器碰撞所需的轨道调整成为可能。

这将最终能够确定具体着陆区并减少重返大气层的足迹。航空航天的飞行设计和优化部门与iLAB合作,已经在探索在特定当地时间将大气升力应用于目标上空,以及实现在目标区域重复飞行的可能性。

Project Rollercoaster的另一个优点是它允许一个灵活的任务架构。例如,一些相对便宜的小型卫星可以储存在天鹅座的货运飞船上,在静止轨道上运行,直到被要求采取行动,提供动态情况的快速评估。

最重要的是,过山车项目强调了国家对能够对紧急需求做出快速反应的太空资产的需求,为进一步控制航天器重返大气层铺平了道路。

航空航天一如既往地在这一领域和其他领域开辟了新的领域,同时在这一过程中证明了更有弹性和更有效率的空间企业的可行性。