Rozwój infrastruktury orbitalnej

- technologie wielo satelitarne i wspomagające

Roman Wawrzaszek

Ilość orbitujących obiektów przypadających na 25km

wysokości.

Parametry wykorzystywanych orbit

Parametry wykorzystywanych orbit c.d.

Rozkład ilości obiektów, w zależności od wartości mimośrodu orbity.

Rozkład wartości inklinacji orbit satelitów.

Cele średnioterminowe (5-10lat) rozwoju prac badawczych nad infrastrukturą satelitarną obejmować będą:

- zarządzanie infrastrukturą istniejącą zmierzające do wydłużenia czasu działania satelitów eksploatowanych,- rozwój technologii poszerzających możliwości operacyjne infrastruktury satelitarnej następnej generacji (projektowanie z myślą o serwisowaniu),- rozwój platform satelitarnych i robotyzacja przestrzeni kosmicznej,- rozwój autonomii bezzałogowych misji kosmicznych,- rozwój systemów wielo satelitarnych,

INFRASTRUKTURA KOSMICZNA

PRZYSZŁOŚCI

Satelity użytkowe

Transportery

Systemy usługowe

Systemy zarządzania infrastrukturą satelitarną

Ogólno-usługowe

Przemieszczanie ładunków między orbitami (transportery satelitarne)

Wspomaganie manewrów i realizacja prostych napraw

Strukturalne

Kilka typów satelitów w ramach systemu - jednostki wyspecjalizowane Jeden typ satelity

Kompleksowa naprawa satelitów specjalnie do tego przystosowanych

Orbital Recovery Group Orbital Express

Pierwsze testy w roku 2007Pełna operacyjność około 2009

Pierwsze testy w roku 2008Pełna operacyjność około 2015

Prowadzone kierunki badań:

- modułowość satelitów,- rozwój i standaryzacja interfejsów wewnętrznych modułów satelity

pod kątem ich przystosowania do łatwego przyłączenia i odłączenia,- rozwój i standaryzacja interfejsów zewnętrznych modułów satelity

dla umożliwienia ich montażu i demontażu przez autonomiczne jednostki serwisujące,- rozwój urządzeń dokujących dla systemów transportowo – serwisujących,- autonomia systemów sterowania lotem (dolot do celu i dokowanie),- autonomia procedur wymiany podzespołów i tankowania.

Konstelacje satelitarne

Nawigacyjne:

- GPS- GLONASS- GALILEO

Do Pomiaru stanu magnetosfery i plazmy okołoziemskiej.

- Cross Scale- M3

Teledetekcyjne

- Landsat 7 - CALIPSO/ CLOUDSAT-Envisat - SAR-Lupe

Landsat 7Terra SAC-C EO127min 1min12min

Envisat ERS-228min

OCOAura CloudSat Aqua

2min 15min1min

CALIPSOPARASOL

15s5min

Konstelacja CALIPSO/CLOUDSAT Konstelacja SAR-Lupe

(!)

Badanie środowiska okołoziemskiego i monitorowanie pogody kosmicznej

Magnetospheric Multiscale Mission

(2013)

Cross-Scale(2015)Cluster

(obecnie)

Wybrane misje, wymagające współdziałania satelitów w ramach formacji.

Formacje realizowane w punktach Lagrange’a

Formacje operujące na orbicie Ziemi

Obiekty współpracujące położone blisko

Obiekty współpracujące położone odlegle

DARWIN (2020)TPF-C (2014)TPF-I (2019)MAX (2010)XEUS (2010)SIM (2010)

STEREO (2006)LISA (2015)

ASPICS (2011)SCOPE (2012)TerraSAR-X (2009)MMS (2013)

Zagadnienia kluczowe dla rozwoju formacji satelitarnych:

- algorytmy kontroli i aktualizacji położenia, - optymalna dystrybucja infrastruktury pomiędzy członków formacji,- odpowiedni dobór komunikacji między satelitami,- „Collision avoidance”, - wysoka autonomia,

TPF DARWIN LISA

SIMBOL-X MAX

Najbardziej zaawansowane instrumenty badawcze planowane do realizacji w latach 2010-2020, to złożone z systemy wielo satelitarne:- interferometryczne teleskopy o rozdzielczościach pozwalających na wykrycie i badanie planet wokół gwiazd innych niż słońce (projekty: DARWIN, TPF),- teleskopy o bardzo długich ogniskowych i wysokiej rozdzielczości pracujące w różnych długościach fal (projekty: MAX, SIMBOL-X, ASPIX)

Misje technologiczne związane z rozwojem formacji satelitarnych:

- PRISMA – Szwedzka misja technologiczna, mająca na celu przetestowanie lotu w formacji 2 satelitów (2009)- SIM – dziesięciometrowy interferometr kosmiczny (2009) – wstępne przygotowanie do misji interferometrycznych.- SPHERES – nanosatelity zdolne do łączenia się – zrealizowano pierwsze testy na ISS,- EMERALD – test lotu w formacji, inicjowany za pomocą rozwijanej linki- Mothership-Daughtership Space Experiment – Japoński eksperyment z 3kg satelitą „matką” i dokującymi do niego satelitami „córkami” o masach 150g.