ГЛОБАЛЬНЕ ПОКРИТЯЯ НАВКОЛОЗЕМНОГО ПРОСТОРУ ЗОНАМИ ВИКОРИСТАННЯ ПРИСТРОЇВ ЙОГО СПОСТЕРЕЖЕННЯ: КОНЦЕПЦІЯ І АЛГОРИТМИ
DOI:
https://doi.org/10.34185/1562-9945-4-147-2023-05Ключові слова:
неперервне покриття області простору зонами у вигляді конусів, зони застосування пристроїв спостереження, пристрої спостереження орбітального базування, супутникові системи спостереження орбітальних об’єктів, космічні апарати, різновисокі орбітальні угруповання.Анотація
Представлені результати дослідження в рамках задачі забезпечення повного покриття заданої області висот над поверхнею Землі (області простору між двома сферами зі спільним центром у центрі Землі) миттєвими зонами можливого застосування пристроїв спостереження орбітального базування, розташованими на космічних апаратах в різновисоких орбітальних угрупованнях на колових орбітах. У загальному випадку вирішення задачі передбачає використання декількох різновисоких орбітальних угруповань на колових квазіполярних орбітах, які в спрощеній постановці задачі прийняті полярними. Миттєва зона можливого застосування пристрою спостереження спрощено прийнята у вигляді ко-нусу. Розглянуті випадки застосування пристроїв спостережень «вверх» (над площиною миттєвого місцевого горизонту космічного апарату, що є носієм пристрою спостережен-ня) і спостережень «вниз» (під цією площиною). Запропонована концепція вирішення задачі, яка базується на виборі (на основі розвинення методів застосування відомих алгоритмів) такої структури кожного орбітального угруповання, яка забезпечить неперервне покрит-тя частини заданого простору спостереження (області гарантованого спостереження), границі якої відсунуті від розташування пристроїв спостереження, а після того – запов-нення простору цими областями. Робота присвячена космічній тематиці, але, узагальнив-ши постановку задачі, варіюючи низку умов цієї постановки та змінюючи «масштаб» вхідних даних, можна прийти до різноманіття технічних задач, де будуть доцільні і прийнятні (частково або повністю) запропонована концепція та алгоритми, застосовані при її реалізації.
Посилання
ESA’S annual space environment report [Електронний ресурс]: Prepared by ESA Space Debris Office. – Date of Issue 12 June 2023. Режим доступу: https://www.sdo.esoc.esa.int/environment_report/Space_Environment_Rep ort_latest.pdf
Our world in Data. Number of objects in the orbits of the Earth. [Електронний ресурс]: Режим доступу: https://ourworldindata.org/grapher/low-earth-orbits-objects?country=Debris~Payloads~Rocket+bodies
Space explained: How much space junk is there?: [Електронний ресурс]: https://www.inmarsat.com/en/insights/corporate/2022/how-much-space-junk-is-there.html
Vasyliev V.V. Orbitalnyi servis — krok do podalshoho osvoiennia navkolozemnoho kosmosu / V.V. Vasyliev, L.Ia. Hodunok, S.A. Matviienko // Kosmichna nauka i tekhnolo-hiia. 2021. 27, № 3 (130). С. 39-50.
https://doi.org/10.15407/knit2021.03
Vyporkhaniuk D.M. Osnovy kosmichnoi sytuatsiinoi obiznanosti (Space Situation Aware-ness, SSA). Inozemnyi i vitchyznianyi dosvid kosmichnoi diialnosti u sferi oborony: monohrafiia./ D.M. Vyporkhaniuk, S.V. Kovbasiuk // Zhytormyr: Vydavnytstvo O.O. Yeveniuk, 2018. – 532 pp.
Bespalko I.A. Kontseptsiia informatsiinoi systemy dlia zabezpechennia monitorynhu kos-michnoho prostoru z metoiu pidvyshchennia voiennoi bezpeky. / I.A. Bespalko, L.D. Hrekov, D.V. Pekariev, D.L. Fedorchuk // Kosmichna nauka i tekhnolohiia. 2022. 28, № 4 (137). С. 3—17 https://doi.org/10.15407/knit2022.04.003
Labutkina T.V. Vseobshaya globalnaya kosmicheskaya sistema nablyudeniya Zemli i kosmosa v aspekte mira i bezopasnosti zemlyan, akcent na orbitalnoj sostavlyayushej / T.V. Labutkina, A.V. Khlaponina // Naukovi chytannia «Dniprovska orbita-2020»: Zbirnyk dopovidei. ˗ Dnipro, NTsAOM, 2020. ˗ С. 120-130. URL: https://dnepror-bita.org.ua/_files/doc/sbornik2020.pdf
Ananko R.V., Labutkina T,V. Navkolozemnyi kosmos, kontrolovanyi liudstvom: sys-temnist pidkhodiv, hlobalnist rishen, systema-sposterihach na navkolozemnykh orbitakh. // Druha naukovo-praktychna Internet-konferentsiia «Kosmichni horyzonty», tretii etap konfer-entsii ˗ «Kosmos dlia liudstva». Zbirnyk tez, NTsAOM, Dnipro, 1-3 hrudnia, 2022. ˗ S. 33-43.
URL: https://space-horisons.org.ua/uploads/source/archiv_2022_3/tezu_3_2022.pdf
Mark R. Ackermann, Colonel Rex R. Kiziah, Peter C. Zimmer, John T. McGraw, David D A systematic examination of ground-based and space-based approaches to optical detection and racking of satellites. // 31st Space Symposium, Technical Track, Colorado Springs, Colo-rado, United States of America Presented on April 14, 2015. ˗ SAND2015-3726C.
https://www.osti.gov/servlets/purl/1253293Emiliano Cordelli
Zhao Li. Yidi Wang, Wei Zheg Space-Based Optical Observation of Space Debris via Multipoint of View // Hindawi International Journal of Aerospace Engineering. // Volume 2020, Article ID 8328405, 12 pages. https://doi.org/10.155/2020-83284
Labutkyna T.V., Skoroden Ya.A., Borshcheva A.V., Tykhonova A.A. Neyteratsyonnыi metod planyrovanyia nabliudenyia orbytalnыkh obъektov s kosmycheskoho apparata // Systemne proektuvannia ta analiz kharakterystyk aerokosmichnoi tekhniky. – 2016. – Tom XXI – С. 53-69.
HU Yunpeng1 , LI Kebo1 , LIANG Yan’gang1 , and CHEN Lei2,* Review on strate-gies of space-based optical space situational awareness https://ieeexplore.ieee.org/document/9612138
Labutkina T.V Kontseptsiia systemy z nazemnymy i orbitalnymy zasobamy sposterez-hennia orbitalnykh obiektiv: stratehii vykorystannia zasobiv /T.V. Labutkina, A.V. Khlapon-ina, O.R. Akinshev // Multidisciplinary academic notes. Theory, methodology and practice. Proceedings of the ХVII International Scientific and Practical Conference. Tokyo, Japan. 2022. Pp. 1060-1069 URL: https://isg-konf.com/multidisciplinary-academic-notes-theory-methodology-and-practice/
Labutkina T.V., Ananko R.V. Do kontseptsii skladovoi suputnykovoi systemy spos-terezhennia orbitalnykh obiektiv na osnovi stabilnykh rehuliarnykh uhrupovan kosmichnykh aparativ // Proceedings of the V International Scientific and Practical Conference. Stockholm, Sweden. 2023. Pp. 616-625. URL: https://isg-konf.com/prospects-of-modern-science-and-education/.
Barinov K.N., Burdaev M.N., Mamon P.A. Dinamika i principy postroeniya orbitalnyh sistem kosmicheskih apparatov. M.: Mashinostroenie, 1975. 270 s.13.
Walker J.G. Satellite Constellations. Journal of the British Interplanetary Society, 1984, vol. 24, pp. 369–384.
Lang T.J. A Parametric Examination of Satellite Constellations to Minimize Revisit Time for Low Earth Orbits Using a Genetic Algorithm. AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Quebec, Canada, 30 July–2 August 2001, vol. 109,
pp. 625–640.
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
