用于对地观测的甚低地球轨道卫星系统建模
空间物理
2021-08-06 v2
摘要
甚低地球轨道(VLEO)卫星的运行已被认为对航天器平台和任务设计均有一系列益处。关键的是，对于对地观测(EO)任务，高度的降低可使更小且功率更低的载荷达到与更高高度更大仪器或传感器相同的性能，对航天器设计有显著益处。因此，对这些轨道利用的重新关注刺激了新技术的开发，有潜力实现该低高度范围内的可持续运行。本文为(i)改善气动性能、实现减阻或增升并抗原子氧侵蚀的新型材料，以及(ii)用于VLEO中持续阻力补偿或减缓的大气呼吸电推进(ABEP)开发了系统模型。还讨论了可利用VLEO中气动力和力矩的姿态与轨道控制方法。这些系统模型被集成到一个概念级卫星设计框架中，该方法被用于探索由这些新技术赋能的未来EO航天器的系统级权衡。所呈现的一个光学甚高分辨率航天器案例研究展示了利用这些技术降低轨道高度的显著潜力，并表明与当前最先进任务相比，系统质量可节省高达75%，开发和制造成本可节省超过50%。对于合成孔径雷达(SAR)卫星，质量和成本随高度的降低被表明较小，尽管注意到当前可用的成本模型未捕捉该领域近期的商业进展……
引用
@article{arxiv.2108.01945,
title = {System Modelling of Very Low Earth Orbit Satellites for Earth Observation},
author = {N. H. Crisp and P. C. E. Roberts and K. L. Smith and V. T. A. Oiko and V. Sulliotti-Linner and V. Hanessian and G. H. Herdrich and Daniel García-Almiñana and D. Kataria and S. Seminari},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01945},
year = {2021}
}
备注
23 pages, 6 figures, Accepted for publication in Acta Astronautica (2021-07-03)