نویسندگان
دانشکده فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده
در این مقاله با استفاده از داده‌های در دسترس از مجموعه المان‌های دوسطری (TLE) به استخراج و ارائة یک مدل انتشار دقیق در حضور اثرات گرانشی و درگ اتمسفری پرداخته، و نیز پیش‌بینی مسیر حرکت و استخراج اطلاعات مداری اشیای فضایی از قبیل ماهواره‌های عملیاتی و غیرعملیاتی و همچنین پس‌ماندهای فضایی می‌پذیرد. سپس با استفاده ازپیاده‌سازی الگوریتم مدل انتشار و تئوری احتمالات، به مدل‌سازی تصادم دو ماهواره کاسموس 2251 و ایریدیوم 33 و نیز محاسبة حداکثر احتمال برخورد آنها پرداخته شده و نتایج مورد بحث قرار می‌گیرند. به این ترتیب می‌توان موقعیت و سرعت هر یک از ماهواره‌ها در روز و لحظة تصادم و نیز امکان برخورد آن با اشیای دیگر را پیش‌بینی کرد و در صورت لزوم، مناسب‌ترین زمان انجام مانورهای جلوگیری از برخورد را، مشخص کرد که موفقیت‌آمیز بودن و دقت این مانور متأثر از دقت مدل انتشار به کار رفته، محاسبة دقیق احتمال برخورد و همچنین مکانیزم مانور خواهد بود.
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
Modeling of Space Objects Propagation, Prediction of Closest Approaches among Satellites, and Assessment of Maximum Collision Probability
نویسندگان [English]
- M. Navabi
- R. Hamrah
Faculty of New Technologies Engineering, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]
In this paper, a precise propagation model which takes into account the effects of the atmospheric drag and gravitational harmonies is developed and presented using available Two Line Element (TLE) data. Moreover, the prediction of the trajectory of space objects (e.g. the operational and non-operational satellites and space debris) and their orbital data is performed. Then, the 2009 prominentcollisionbetween the Cosmos2251 and Iridium33 satellite is simulated and the maximum probability of their collision is computed by implementing the propagation algorithm and probabilities Theory, and finally the results are discussed. Therefore, the precise position and velocity of each space object at any time, as well as their collision probability will be determined, and if necessary, the time available to enact collision avoidance maneuver will be obtained. The success and accuracy of an avoidance maneuver is affected by the precision of the propagation model, the exact computation of collision probability, and finally the maneuver mechanism which are utilized.
کلیدواژه‌ها [English]
- Space debris
- Propagation model
- Two line element set
- Maximum collision probability
- Gaussian density function
- Encounter plane
- Positional covariance ellipsoid
- [1] Kelso, T. and Alfano, S., “Satellite Orbital Conjunction Reports Assessing Threatening Encounters in Space (SOCRATES),” Presented at the 2005 AAS/AIAA Space Flight Mechanics Conference, Copper Mountain, CO, January 2005, pp. 23–27.
- [2] Kelso, T. S., “Frequently Asked Questions: Two-Line Element Set Format,” Satellite Times, Vol. 4, No. 1, Jan.1998, pp. 68-69,.
- [3] Vallado, D. A., Crawford, P., Hujsak, R. and Kelso, T. S., “Revisiting Spacetrack Report #3,” AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference, Keystone, CO, Aug 2006.
- [4] Sidi, M. J., Spacecraft Dynamics and Control, a Practical Engineering Approach, Cambridge University Press, 1997.
- [5] Hoots, F. R., Paul W. S. Jr. and Robert A. G., “History of Analytical Orbit Modeling in the U. S. Space Surveillance System,” Journal of Guidance Control, and Dynamics, AIAA, Vol. 27, No. 2, 2004, pp.174–185.
- [6] Patera, R. P., “General Method for Calculating Satellite Collision Probability,” AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 24, No. 4, July-August 2001, pp. 716-722.
- [7] Alfano, S., “Review of Conjunction Probability Methods for Short-Term Encounters”, Proceedings of the 17th AIAA Space Flight Mechanics Meeting, San Diego, California, 2007.
- [8] Alfano, S., “Collision Avoidance Maneuver Planning Tool”, AAS-05-308, AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Lake Tahoe, CA, August 2005.
- [9] Fateev, V. F. and et. al, “Analysis of Collision Prediction Characteristics,” AMOS Conference, September 2009.
)