多轨道器连续月球光束传输

本文基于时间变化的收集功率和整体系统效率指标，研究了基于自由空间光通信的连续无线能量传输，该系统将多个低月球轨道卫星与位于月球南极的月球车上的太阳能板相连接。我们比较了具备追踪能力的太阳能板与固定太阳能板的性能，后者由于视线角(AoI)随时间变化而产生\textit{余弦效应}。本文采用Systems Tool Kit (STK)高精度轨道预算器，该工具精确计算轨道数据。有趣的是，轨道在月球一次完整运行期间的部署情况会发生显著变化；因此，不能直接使用短时仿真。在本研究中，评估了许多卫星配置，以找到一种环月星座，能够在太阳能板与至少一个低月球轨道卫星之间建立持续的视线(LoS)。发现40颗卫星方案可实现持续的WPT系统模型。此外，引入一种卫星选择方法(SSM)，使只有来自多个卫星的多个同时LoS链路中最佳链路才为激活，以实现最佳效率。我们将40颗卫星四轨道方案的基准系统与30颗卫星方案和单颗卫星方案进行比较，基于平均收集功率和整体系统效率进行27.3天的比较，以便从多个环月模型中进行权衡。结果表明，对于跟踪面板，单颗卫星、30颗卫星和40颗卫星方案的平均系统效率分别为2.84%、32.33%和33.29%；对于固定太阳能板，分别为0.97%、18.33%和20.44%。