NASA Pandora 小卫星任务中凌星系外行星观测的调度优化

Pandora 是 NASA 即将发射的小卫星任务，将观测凌星系外行星以研究其大气及宿主恒星的变率。高效的任务规划对于最大化为期一年的主任务科学产出至关重要。为此，我们开发了一种基于元启发式算法的调度器，专注于应对像 Pandora 这类时间受限观测任务的独特挑战。我们的调度算法结合了最小凌星需求度量（确保满足观测要求）与“质量”度量，后者考虑三个因素以确定每次系外行星凌星周围观测窗口（定义为一次访问）的科学质量。这三个因素是：一次访问期间的观测效率、望远镜在一次访问中捕获的凌星比例，以及所捕获凌星中有多少受到观测台巧合穿越南大西洋异常区的影响。各因素的重要性可根据科学团队的需求或偏好调整。利用该调度优化器，我们为 Pandora 小卫星任务制定并比较了几种具有不同因素权重的调度方案，阐明了三个质量因素间应考虑的权衡。我们还发现，在所探测的所有情景下，Pandora 不仅能利用假定目标列表上的行星达成其观测要求，还将留有大量时间用于辅助科学观测。