結合先進軌道力學與最佳化演算法,並考量衛星成像寬度、子群衛星編隊飛行、有效載荷全球均勻涵蓋範圍,一項新研究提出僅由 891 顆衛星組成的巨型衛星星座概念,能實現 35 分鐘內對極區外任意位置合作觀測。
巨型衛星星座是由數百至數千顆衛星群組成的大規模衛星群,目的為提供全球性通信或數據服務,知名巨型星座如 SpaceX 的星鏈(Starlink)、OneWeb。
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這些星座的設計必須考慮衛星之間相對位置、軌道高度及工作任務,星座內衛星可分為兩類:基本衛星與伴隨衛星,一顆基本衛星與其伴隨衛星定義為一個衛星群,所有被伴隨衛星包圍的基本衛星均勻分佈於全球範圍,且具有相同的星下點軌道。
最近,一篇研究結合基本衛星與伴隨衛星軌道提出新巨型星座配置,利用非支配排序粒子群最佳化(Non-dominated Sorting Particle Swarm Optimization,NSPSO)演算法求解出精確軌道,根據數值模擬結果,星座軌道傾角設定為 66°,偏心率 0,近地點幅角 0,模擬時間 1 d,回歸係數 Q=15,初始升交點為 0,初始MA 為 0,成像寬度為衛星群長度 1,500 公里,單星成像寬度 140 公里,單星入軌單圈最大工作時間為 35 分鐘。
此巨型星座共 891 顆衛星,包含 81 顆均勻分布的基本衛星,以及每顆基本衛星周圍 10 顆伴隨衛星,能實現 35 分鐘內對極區外任意位置協同觀測。
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- Global Coverage in 35 Minutes: Scientists Propose New Satellite Mega Constellation Design
(首圖來源:Pixabay)