海量航天器在轨安全智能管控技术研究与展望
2021-05-18王晓晨陈琦刘鹏李鸿飞
空间碎片研究 2021年1期
王晓晨,陈琦,刘鹏,李鸿飞
(中国空间技术研究院总体设计部,北京100094)
1 引言
近年来,随着以星链 (Starlink)、一网 (One-Web)为代表的多个巨型低轨星座方案的逐步提出、设计和部署,数量庞大的巨型低轨星座因其低成本、高效益、快速部署能力等优势成为卫星设计发展的重要趋势和未来在轨航天器的主要组成部分[1,2]。巨星星座迅猛部署,使在轨航天器数量呈现爆发式增长,如图1所示。这些对航天器传统在轨管理工作带来了巨大的压力与挑战。

图1 全球2013-2020年发射航天器数量Fig.1 Number of spacecraft launched during 2013-2020
虽然目前在轨航天器的监视、诊断、处置均不同程度地实现了自动化和部分智能化,但各环节间尚未完全实现联动,许多环节需要人工参与。未来,在轨航天器规模将数以万计,轨道维持、碰撞规避等操作将更加频繁,策略也将更加复杂,在人员资源有限的情况下,亟需提升海量航天器在轨安全的智能管控能力,实现对在轨航天器从问题发现、策略制定、策略验证到处置实施全流程的智能管理。随着空间交通管理相关政策、法律法规的深入研究,航天器在轨安全智能管理技术也需要面向“海量”、面向 “空间交通管理”提升。本文提出了航天器在轨安全智能管控技术体系,介绍了研究现状,分析了面向海量航天器在轨管理的问题与挑战,提出了未来发展建议。
2 航天器在轨安全智能管控技术体系及现状
面向航天器在轨安全的智能管控技术主要包括对航天器运行状态的智能监视、智能诊断、异常问题的智能处置、仿真验证等方面,技术体系如图2所示。……
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