点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:美国天基监测发展历程
首页> 科普频道> 天文前沿 > 正文

美国天基监测发展历程

来源:光明网2021-01-04 17:05

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  在2018版的《空间联合作战条令》中,美国将空间态势感知能力(现已演进为空域感知)作为太空作战十大能力之首。美国的空间态势感知能力已经形成空、天、地一体的全域覆盖监测网,机制上逐步形成了军、民、大学、商业公司一体化联动体系。

  本文主要介绍美国在天基空间目标监测的技术发展历程和未来发展趋势。

美国天基监测发展历程

图1:2018版《空间联合作战条令》(图源:网络)

20世纪90年代至21世纪初美国陆续发射了低轨道 MSX卫星[1]、XSS-10/11 跨域飞行器、同步轨道微纳卫星MiTex-A/B等,秘密进行了低/高轨道空间的空间目标技术演示试验,验证多项天基空间目标普查与精测技术,极大地推动了天基空间态势感知卫星的发展进程[2-3]。

2009年 STSS-ATRR卫星发射入轨,用于验证原型传感器技术及其跟踪导弹的能力,旨在降低导弹防御系统的新技术风险,是一个典型的特定空间目标监测卫星[4]。

2010年 SBSS-1卫星成功发射运行[5],标志着空间目标监测正式进入天基时代。SBSS系统预计将美国空间目标监测能力提高50%,可以覆盖中高低轨道的各类轨道或弹道目标,并具有目标特性探测能力。

2014年9月 “地球同步轨道空间态势感知计划”GSSAP 1/2卫星和“局部空间自主导航与制导” ANGELS卫星发射入轨,首先开启了同步轨道的空间目标原位探测技术竞争。

  2016年8月第3、4颗GSSAP卫星以及第2颗ANGELS入轨运行。4颗GSSAP卫星均位于标称静止轨道高度以下150 km左右的轨道[6-7]。ANGELS卫星则是可在同步轨道带机动的微小卫星,可近距离抵近侦察同步带卫星[8]。

  2017年8月 “作战响应空间”ORS-5卫星发射入轨。ORS-5是一颗低轨赤道卫星。其目标是验证低成本空间态势感知技术,进行技术演示以降低未来任务风险。可实现快速、连续、无指令的同步轨道带搜索与识别,卫星轨道周期104 分钟,因此每天可更新目标信息14-15次[9]。

  此外,美国积极鼓励其同盟、国内商业公司、教育机构进行天基空间目标的技术研发。2014年与加拿大合作发射了“蓝宝石”Sapphire卫星,星上载有光电传感器,对高轨空间目标进行跟踪监测,为其空间态势感知提供服务[10]。

  2012和2013年 Livermore实验室发射了两颗立方星STARE-A/B。提出通过对近距离危险交会目标进行主动监测,提高危险交会目标的轨道精度,大幅降低危险交会的虚警率[11],降低地面系统的运行成本。

美国天基监测发展历程

图2:美国的天基空间目标监测卫星(图源:作者)

  从原理上说,但凡配置有远距离感知载荷的卫星皆可成为空间目标监测节点。因此笔者预测,随着以SpaceX为代表的高通量巨型卫星星座的加速部署,未来天基空间目标监测将具备泛在性。高速互通互联的卫星星座可完成区域协同观测、全球泛在感知,顺势形成了未来的空间目标监测的“天网”。 ——闲暇散笔,权当谈资。

  参考文献:

  [1] Mill J D, Guilmain B D. The MSXMission Objectives [J]. Johns Hopkins APL Technical Digest, 1996, 17(1): 4-10.

  [2] Davies T M. XSS-10 Micro-SatelliteFlight Demonstration [C]// Georgia Tech Space Systems Engineering Conference—GT-SSEC. Atlanta, GA,Nov 8-10, 2005.

  [3] Richards R, Tripp J, Pashin S, etal. Advances in Autonomous Orbital Rendezvous Technology: The XSS-11 LidarSensor [C]// Proceedings of the 57th IAC/IAF/IAA (International AstronauticalCongress). Valencia, Spain, Oct 2-6, 2006.

  [4] Boeing. Space Based SpaceSurveillance (SBSS) System [EB/OL]. (2010-01-18) [2019-09-20].http://www.boeing.com/defense-space/ space/ satellite/sbss.html.

  [5] 王惠. 太空跟踪监视系统(STSS)卫星演示验证全程跟踪导弹能力[J]. 战术导弹技术, 2011(03): 31.

  [6] U S Air Force. Geosynchronous SpaceSituational Awareness Program (GSSAP) [EB/OL]. (2014-02) [2019-09-23]. http://www.afspc.af.mil/library/factsheets/factsheet_print.asp?fsID=21389&page=1.

  [7] Patrick Blau, "GSSAP 1 & 2Satellite Overview," Spaceflight 101, URL: http://spaceflight101.com/spacecraft/gssap/

  [8] Two New Satellites Now Operationalto Expand US Space Situational Awareness [EB/OL]. (2017-09-14)[2019-09-23]. http://www.spacedaily.com/reports/Two_new_satellites_now_operational_to_expand-US_space_situational_awareness_999.html.

  [9] Operationally Responsive SpaceOffice. Operationally Responsive Space–5 "SensorSat Demonstration"[EB/OL]. [2019-09-24].http://www.kirtland.af.mil/shared/media/document/AFD-150626-031.pdf.

  [10] National Defense.Backgrounder-Space Situational Awareness and the Sapphire Satellite [EB/OL].(2013-07-03) [2019-09-24].https://web.archive.org/web/20130703053502/http://www.forces.gc.ca/site/news-nouvelles/news.

  [11] Lawrence Livermore NationalLaboratories. Space-Based Telescopes for Actionable Refinement of Ephemeris(STARE) [EB/OL]. [2019-09-24]. https://ipo.llnl.gov/technologies/stare.

  [12] 青岩.“空间中段监视”试验卫星概貌[J].国际太空,2003(07):20-22.

  [14] 杨自兴,李智.空间目标天基光学成像观测现状研究[J].国外电子测量技术,2015,34(10):58-61+78.

  作者简介:甘庆波,博士,国家天文台星云研究员,主要从事空间碎片监测、预警与清除,人造卫星精密定轨与应用等方法的研究。

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 库布其沙漠治沙进行时

  • 2025长江文化艺术季在武汉开幕

独家策划

推荐阅读
2025年中国国际服务贸易交易会9月10日至9月14日在北京举办,众多科技产品亮相展区,吸引观众驻足参观。2025年中国国际服务贸易交易会9月10日至9月14日在北京举办,众多科技产品亮相展区,吸引观众驻足参观。
2025-09-12 10:08
汽车排放被认为是气候变化的“元凶”之一,但学术界一直缺乏对城市道路碳排放进行精准刻画的工具。”借助全景AI模型,可实现二氧化碳排放源的精准提取,模型的平均精度超过93%、平均误差低于1.3ppm(ppm为百万分比浓度)。
2025-09-12 10:01
习近平总书记指出:“要把握人工智能发展趋势和规律,加紧制定完善相关法律法规、政策制度、应用规范、伦理准则,构建技术监测、风险预警、应急响应体系,确保人工智能安全、可靠、可控。人工智能系统的可靠性不能停留在统计意义上的“高概率正确”,而应追求在复杂、开放、动态环境下的“高置信可靠”。
2025-09-12 10:01
10日,2025世界顶尖科学家协会奖(以下简称“顶科协奖”)获奖者名单在上海公布。顶科协奖是2021年在上海发起创设、由红杉中国独家提供永久资金支持的面向全球科学家评选的科学大奖。
2025-09-12 09:59
全球规模最大恐龙蛋化石群——湖北十堰青龙山恐龙蛋化石群的埋藏时代,首次被科学家认定为距今约8600万年。专家考证,这是迄今全球分布最集中、规模最大、埋藏最好、原地出露最多、原址保存最好的恐龙蛋化石群。
2025-09-12 09:58
9月10日上午,在马来西亚吉隆坡召开的国际灌排委员会第七十六届国际执行理事会会议上,2025年(第十二批)世界灌溉工程遗产名录正式公布,我国申报的云南元阳哈尼梯田、江苏句容赤山湖灌溉工程、四川彭州湔江堰、北京门头沟永定河古渠灌溉工程全部成功入选。
2025-09-11 10:18
“十四五”以来,我们牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,全力当好自然资源“大管家”和美丽中国“守护者”,全面完成了“十四五”规划的目标任务,有效支撑了经济社会的高质量发展。
2025-09-11 09:57
未来,城市的画卷上,AI、物联网与大数据等现代科技将继续深化推广,但唯有始终以人的尺度丈量技术,以人文的关怀驾驭创新,方能使城市永葆文气的深度、人气的热度与烟火气的温度,让每座城市都在科技的守护中,找到生生不息的发展动能。
2025-09-11 09:52
北京大学的科研团队与合作者联合开发出一种全新的“高维超分辨成像”技术,成功实现了对活细胞内15种细胞器的同时成像与精准识别,为细胞生物学研究打开了一扇全新的大门。
2025-09-11 09:43
要为“年纪尚小”的新职业破解“成长的烦恼”,不仅要完善新职业的职业标准和评价规范,还要有能跟上步伐的教育培训和职业培训,为新职业从业者提供支持政策,提升社会保障水平,以更好的保障制度、更强的身份认同感、更完善的培养体系为新职业就业者提供更广阔、更精彩的发展舞台,让他们在与时代“同频共振”的岗位上实现人生价值,也为创新创造的活力涌动持续贡献力量。
2025-09-11 09:39
宋美珍是中国农科院西部农业研究中心的棉花研究专家。2012年起,她和团队将目光瞄准新疆的棉花种植,成为当地棉花研究的一支重要技术力量。
2025-09-10 10:09
“十四五”以来,我国制造业增加值每年均超过30万亿元,总体规模稳居全球制造业首位。这份沉甸甸的成绩单,印证着推动新型工业化取得的新进展新成效。
2025-09-10 09:47
9月9日,2025年中国国际服务贸易交易会开幕前夕,记者跟随首钢媒体探营团,走进北京首钢园,提前探访服贸会的精彩内容。
2025-09-10 09:40
9日10时,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将遥感四十五号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2025-09-10 09:39
光明日报北京9月9日电 记者李春剑从市场监管总局了解到,自2021年全国机器人标委会成立以来,我国已发布机器人领域国家标准126项,另有41项正在研制。近日,世界机器人大会和世界人形机器人运动会火爆“出圈”,相关产业发展引起各方热议。
2025-09-10 09:36
在科学研究上不断革故鼎新的同时,钟义信始终坚守自己作为一名教师的追求,在信息论、信息科学和人工智能领域潜心躬耕育人。
2025-09-10 09:35
9月9日10时00分,我国在文昌航天发射场使用长征七号改运载火箭,成功将遥感四十五号卫星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
2025-09-09 11:03
在中药房里,有这样一些“扫地僧”——它们价格低廉,常被忽视,却有着出人意料的疗效。
2025-09-09 10:15
近日,河南一名女童出现咳嗽、呕吐、嗜睡等症状,被家人误判为普通感冒,不料竟是暴发性心肌炎,且病情发展极为迅速,在转院治疗途中不幸离世。程翔提醒,当身体发出以下信号时,一定要引起重视,警惕并排查暴发性心肌炎:  一是胸痛、胸闷、气短。
2025-09-09 10:14
随着关键研发方向不断取得新突破,通用智能体在多任务处理方面,成本将进一步降低,完成度也会更高。
2025-09-09 10:10
加载更多