پیش بینی برخورد فضاپیماها با رویکرد مدیریت ترافیک فضایی

کاظمی, حمید; الهیان, سمانه

doi:10.30699/jsst.2021.1325

نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

¹ پژوهشکده حقوق، مدیریت و استانداردهای هوافضایی، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

² پژوهشکده حقوق، مدیریت و استانداردهای هوافضایی، پژوهشگاه هوافضا، تهران ، ایران.

10.30699/jsst.2021.1325

چکیده

مدیریت ترافیک فضایی، راهی برای توسعه پایدار و طولانی مدت از فضای ماورای جو با رویکرد کاهش برخورد اجسام است. در این مقاله ارزیابی ریسک برخورد ماهواره‌ها با استفاده از روش احتمال برخورد انجام می‌شود. از میان روش‌های مختلف تعیین احتمال برخورد، روش پاترا (2005) و روش چان برای تعیین احتمال برخورد ماهواره نور با سایر اجسام فضایی استفاده شده است. نرم‌افزارهای مختلفی برای شبیه‌سازی حرکت و محاسبه احتمال برخورد اجسام در فضا توسعه داده شده‌اند. با توجه به معیارهایی که در متن اصلی شرح داده شده است، از ابزار Advanced Conjunction Analysis نرم‌افزار STK برای تحلیل ریسک برخورد ماهخواره ملی نور با سایر اجسام فضایی استفاده می‌شود. در این نرم‌افزار با استفاده از داده دو سطری اجسام فضایی و انتخاب مدل انتشار مداری، موقعیت هر جسم در فضا مشخص می‌شود. سپس با یکی از روش‌های تخمین احتمال، احتمال برخورد تعیین می‌شود. براساس احتمال به دست آمده می‮توان در خصوص لزوم مانور ماهواره در زمان مناسب تصمیم‮گیری نمود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

تجارت،مدیریت و حقوق فضایی

عنوان مقاله [English]

Collision Prediction of Spacecraft for Space Traffic Management

نویسندگان [English]

Hamid Kazemi ¹
Samaneh Elahian ²

¹ Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran

² Aerospace Management, Law & Standards Department, Aerospace Research Institute, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this article collision probability method is used to satellite collision risk analysis. Among different methods introduced for determining collision probability, Patera's (2005) and Chan methods are chosen to define Noor satellite collision to the other space objects. According to criteria described in the article, Advanced Conjunction Analysis Tools of STK software applied for collision risk analysis. The software, determine position of each object in space using Two Line Elements and appropriate propagation model according to altitude of the orbit. So collision probability calculated by one of the cpllision probability methods. If derived prababilty is larger than 10-3, so its necessary to schdule for suitable maneuver to avoid collision.

کلیدواژه‌ها [English]

Space Traffic Management
Two Line Element
Collision Avoidance
Collision Probability Calculation Models
Patera Method
Orbit Determination
Error Covariance
STK Software

مراجع

[1] National Aeronautics and Space Administration, "Orbital Debris", Quaterly News, vol. 24, Issue 1, February 2020.

[2] L. Chen, X.Z. Bai, Y.G. Liang, K.B. Li, L. Chen, X. Z. Bai, and K. Li, Orbital Data Applications for Space Objects, Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, p. 166, 2017.

[3] S. Petersa, Ch. Pirzkall, H. iedler, and R. Forstner, "Mission concept and autonomy considerations for active Debris removal", Acta Astronaut, vol. 129, pp. 410-418, 2016.

[4] M. Shan, J. Guo and E. Gill, "Review and comparison of active space debris capturing and removal methods", Prog. Aero. Sci. 80 (2016) 18e32.

[5] R_emi Soulard, N. Mark Quinn, T. Tajima, G_erard Mourou, ICAN, "A novel laser architecture for space debris removal", Acta Astronaut. Vol. 105, pp. 192-200, 2014.

[6] Shuangyan Shen, Jin Xing, Hao Chang, "Cleaning space debris with a spacebased laser system", Chin. J. Aeronaut. Vol. 27, no. 4, pp. 805- 811, 2014.

[7] F.Y. Yang, B. Nelson, J. Aziz, et al., “Light Force photon-pressure, collision avoidance: efficiency analysis in the current debris environment and long-term simulation perspective", Acta Astronaut, vol. 126, pp. 411-423, 2016.

[8] W. Quan, Y. Liwei, Z. Shanghong, F.Yingwu, and W. Yi, "Removing small scale space debris by using a hybrid ground and space based laser system", Optik, vol. 141, pp. 105-113, 2017.

[9] Online Available at: "http://cannae.com/space-freighter.

[10] E. Zapata, "The State of Play: US Space Systems Competitiveness", (Presentation to the Future In-Space Operations (FISO) Seminar, NASA Kennedy Space Center), October 11, 2017.

[11] H. Jones, "The recent large reduction in space launch cost", 48th International Conference on Environmental Systems, 2018.

[12] Online Available at: www.ucsusa.org.

[13] K. Eun-Hyouek, K. Hae-Dong, and K. Hak-Jung. "A study on the collision avoidance maneuver optimization with multiple space debris." Journal of Astronomy and Space Sciences, vol. 29, no. 1, pp. 11-21, 2012.

[14] Miller, James G. "Covariance analysis for deep-space satellites with radar and optical tracking data." The Journal of the Astronautical Sciences, vol. 55, no. 2 pp. 237-243, 2007.

[15] G. Kirchner, et al. "Laser measurements to space debris from Graz SLR station", Advances in Space Research, vol. 51, no. 1, pp.21-24, 2013.

[16] B. Greene, et al. "Laser tracking of space debris." 13th International Workshop on Laser Ranging Instrumentation, Washington DC. 2002.

[17] F. Alidoost, F. Samadzadegan, "Review on Satellite Orbit Determination", JSSGE, No. 4, Vol. 3, pp. 13-22, 1392 (in persian).

[18] D. Vallado, Fundamentals of astrodynamics and applications, Vol. 12. Springer Science & Business Media, 2001.

[19] L. Chen, and et al., Orbital Data Applications for Space Objects. Springer, Singapore, Singapore, (Report), 2017.

[20] Online Available at: "http://celestrak.com".

[21] Hoots, Felix R., Paul W. Schumacher Jr, and A. Robert Glover. "History of analytical orbit modeling in the US space surveillance system." Journal of Guidance, Control, and Dynamics, vol. 27, no. 2 , pp. 174-185, 2004.

[22] M. Navabi, and R. Hamrah, "Space Objects Propagation Model, Satellites Critical Conjunction Prediction and Space Object Maximum Probability Estimation", Space Sience and Technology, Spring 1392, No. 1, pp. 57-67, in persian.

[23] T.S. Kelso, and S. Alfano, "Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encounters in Space(SOCRATES)." Advances in the Astronautical Sciences, vol. 120, pp. 317-326, 2005.

[24] Alfano, Salvatore, and Daniel Oltrogge., "Probability of Collision: Valuation, variability, visualization, and validity", Acta Astronautica, vol.148, pp. 301-316, 2018.

[25] Chan, Ken., "Short-term vs. long-term spacecraft encounters.", AIAA/AAS astrodynamics specialist conference and exhibit, 2004.

[26] R. P. Patera, "General Method for Calculating Satellite Collision Probability", Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 24, No. 4, July-August 2001, pp. 716-722.

[27] S. Alfano,. "Review of conjunction probability methods for short-term encounters (aas 07-148)." Advances in the Astronautical Sciences 127.1, pp. 719, 2007.

[28] E. R. George, and S. Harvey, A comparison of satellite conjunction analysis screening tools, (Report), Air Force Research Lab Kirtland AFB NM Space Vehicle Directorate, 2011.

علوم و فناوری فضایی

پیش بینی برخورد فضاپیماها با رویکرد مدیریت ترافیک فضایی

مراجع

مراجع

دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 52
تیر 1401
صفحه 99-109

پیش بینی برخورد فضاپیماها با رویکرد مدیریت ترافیک فضایی

مراجع

مراجع

دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 52تیر 1401صفحه 99-109

دوره 15، شماره 2 - شماره پیاپی 52
تیر 1401
صفحه 99-109