美空軍計劃開展地月監測、在軌衛星服務的先期研究

1 “太空大學倡議”計劃
“太空大學研究倡議”(SURI)計劃由空軍研究實驗室下屬的空軍科學研究辦公室(AFOSR)管理,旨在將所謂的6.1基礎研究與6.2先期應用研究相結合。2021年3月,該實驗室發布了“太空大學研究倡議”首批資助項目公告,主要關注太空后勤與機動、太空域態勢感知(SDA)這兩個領域,每個項目每年最高100萬美元,周期為3-5年。 空軍研究實驗室主任布林格透露,“太空大學研究倡議”將作為試點,旨在將“高風險、高回報的科學理念”轉化為“應用技術和預先技術開發”,將能夠在學術界和軍事界之間創造協同效應。 2 太空后勤與機動 太空后勤與機動項目獲勝者為卡內基梅隆大學團隊(包括新墨西哥大學和諾斯羅普·格魯曼公司),將打破“發射一次,使用一次”的傳統太空利用范式。該團隊的最終目標是為在軌服務、在軌組裝和在軌制造開展“基礎和應用研究”,這些研究的技術成果可以轉移到空軍研究實驗室的航天器部和諾斯羅普·格魯曼公司。諾斯羅普·格魯曼公司一直十分關注該領域發展,包括軌道碎片清除,這也是美太空軍感興趣的領域。 這項研究主要包括3個領域:一是“智能在軌檢查”,可掌握航天器的健康狀態,并利用基于機器學習和人工智能的“機器視覺”來檢測航天器外部的異常情況,并確定航天器的哪個部位可以實施對接。 二是“靈巧地球維護”,將同時使用硬機器人和軟機器人概念,對航天器進行在軌機械維修、更換、增強,實現在軌加油等。美太空軍對在軌機動“非常感興趣”,將之視為“關鍵核心競爭力之一”。 三是在軌制造,將使用3D打印等技術,增強在軌能力。 3 太空域感知(SDA) 美空軍研究實驗室目標是識別出可實現創新性太空域感知應用(傳感器與測量策略、數據融合、自主)的基礎研究,找到提高太空物體監測和跟蹤能力的方法,并找出如何在地球軌道以外的超遠距離尋找和跟蹤航天器與碎片及流星體等其他物體的方法,例如地月空間。 獲得資助的提案名為“復雜情況下太空物體理解和偵察”(SOURCE),由布法羅大學、賓夕法尼亞州立大學、佐治亞理工學院、麻省理工學院、普渡大學等聯合提出。SOURCE的主要目標是開發一個可擴展的框架,能夠將來自許多不同來源的數據與軌道動力學模型進行融合,以增強太空域感知,并將這些功能擴展到地球同步軌道以外(X-GEO)的空間。 X-GEO是指地球靜止軌道(GEO)以外的巨大外層空間,地球靜止軌道距地球約36000千米,是距離地球最遠的軌道,通常駐有通信衛星。太空軍非常重視將其未來能力擴展到地球同步軌道以外、月球空間以及月球和火星之間的區域。 美空軍研究實驗室、SOURCE 研究小組將與太空軍進行密切合作,如負責美軍太空監測和跟蹤網絡的第18太空控制中隊,以及太空系統司令部。 研究人員將通過理論和實驗研究的方法試圖尋求回答9個相關的問題。例如如何將地月空間與地球靜止軌道的飛行軌跡進行交互,X-GEO中表示軌跡所需的適當數據結構,如何設計包含無源傳感器的天基傳感平臺,使其能夠覆蓋地月空間。
來源:國防科技要聞