极端地磁暴下低轨星座轨道面容量变化特征分析
编号:65
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更新:2026-11-07 15:45:51 浏览:3次
张贴报告
摘要
随着Starlink、OneWeb等低轨星座的大规模部署,部分低轨区域日益拥挤,轨道资源利用和在轨运行协调面临着更高要求[1–3]。考虑近距离交会及其带来的避碰机动负担,需要限制特定轨道区域内可运行的卫星数量[11]。针对复杂空间环境下的太空交通管理需求,中国宇航学会发布的《2026年宇航领域科学问题和技术难题》将“动态天路生成”列为“复杂环境下太空交通精准预测与智能管控技术”条目中的技术方向[12]。在本文所讨论的低轨星座场景中,“天路”可以被理解为围绕参考轨道布设、随轨道演化的卫星运行走廊。对于单个轨道面而言,评估“天路”所需的运行空间,需要确定在一定时间窗口内卫星在径向和法向上占用的范围,并评估沿轨方向需要为相邻卫星预留的间隔裕度。
已有轨道壳层紧密排布研究表明,将摄动后的轨道几何和安全分离条件纳入构型设计,有助于提高轨道空间利用效率[6–8]。对已部署的星座,轨道面占用与星间间隔还会随空间环境和轨道状态更新间隔而变化。地磁暴期间,热层密度变化可增强大气阻力、加快轨道衰减,并改变径向的高度包络[4–5]。若各星的衰减程度不同,半长轴差异还会通过平均运动差累积为相位漂移,使部分相邻卫星的间隔缩小。因此,本文以2024年5月极端地磁暴期间 Starlink 的一个轨道面为例,比较不同传播窗口下的径向和法向占用及相邻卫星的相位间隔变化,并在给定最小允许相位间隔的条件下,计入最大相位压缩裕度,估算轨道面容量。
关键词
低轨星座,空间环境扰动,轨道面占用,相位裕度,轨道容量
稿件作者
丁儒轩
中国科学院大学;中国科学院国家空间科学中心
张浩林
中国科学院大学;中国科学院国家空间科学中心
苏智博
中国科学院大学;中国科学院国家空间科学中心
张佳锋
中国科学院国家空间科学中心
唐文林
中国科学院国家空间科学中心
牛文龙
中国科学院国家空间科学中心
彭晓东
中国科学院国家空间科学中心
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