国外天基太阳能电站发展分析

天基太阳能电站系统由空间段和地面段组成。空间段在太空将太阳能转换为电能,再将电能转换为微波或激光,然后以无线方式传输到地面;地面段将接收到的微波或激光转换为电能,供人类使用。作为环保、可持续能源的供应系统,天基太阳能电站作为"航天嫁接新能源的新视野",得到了越来越多的关注。美国、日本和欧洲一直在积极推动天基太阳能电站的研究,中国也已加入这一行列。本期特刊载"天基太阳能电站专题",旨在深入探讨天基太阳能电站的发展。     

日本天基太阳能电站发展综述

天基太阳能电站(SBSP)是一种采用微波或激光等方法将从太空获取的太阳能以无线方式传输到地面,再将其转换成电能供人们利用的系统。随着航天技术的不断发展和大型航天系统的开发,以及应用水平的不断提高和领域的逐渐拓展,太空太阳能发电已成为多个国家和空间组织航天专家的研究目标。作为经济大国、能源需求大国和资源贫乏国,日本更深刻地意识到开发太阳能发电项目对解决其能源奇缺困扰的重要性,因此下定决心开发天基太阳能电站,突破制约其发展的瓶颈。     

天基太阳能发电:滚滚电流天上来

早在40年前,美国科学家就已提出天基太阳能发电的创新概念.其基本思路非常简单,就是将无比巨大的太阳电池阵放置在地球轨道上,组成太阳能发电站,取之不尽、用之不竭的太阳能转换成数千兆瓦级的电能,     

天基太阳能电站概述

天基太阳能电站(SBSP)是设想在地球外层空间收集太阳能,将其转化为电能,并通过无线手段传输到地面的一种天基能源供应系统。随着能源紧张日益加剧,全球环境问题越来越引起各国的重视,建造SBSP的呼声也越来越高。美国、日本、欧洲、俄罗斯、加拿大等国家或地区已在SBSP战略规划和技术研究方面开展了大量工作,其中以美国、日本最为突出,而印度也开始关注这一领域的发展动向。     

日本天基太阳能电站计划研发概况

日本既是一个经济大国,也是一个能源需求大国和资源极其贫乏的国家,它切身经历了石油危机,饱尝了能源奇缺所带来的危害,也更加深刻地认识到开发"取之不尽、用之不竭"的太阳能发电项目对解除能源奇缺困扰的重要性,因此决定在政府的统一领导下来推进天基太阳能电站计划。从20世纪60年代末开始,日本经济企划厅和通商产业省(现为经济产业省)就带领并指导相关研究机构、相关产业和高校开展了天基太阳能电站的调研,进行了系统与结构的研究、设计、开发、试验,并不断获得研究成果,从而使日本在天基太阳能电站研究、开发领域居于世界领先地位。     

美国GPS现代化的进展与未来发展

2004年12月,美国总统布什批准了新的天基定位、导航与授时(PNT)系统政策,用于取代1996年3月发布的GPS系统政策.新政策用于确保美国的天基PNT服务、增强系统、后备支持及服务的拒绝与阻断等能力,从而实现以下目标:①提供不间断的PNT服务的可用性;②满足国家、国土和经济的安全要求及民用、科学与商业增长的需求;③保持卓越的军用天基PNT服务;④连续地提供优于国外民用天基PNT服务及其增强系统,或与其相比有竞争力的民用服务;⑤保持其国际公认的PNT服务的基础性地位;⑥提高美国在天基PNT服务应用领域的技术领先优势.     

2022年国外军用对地观测卫星发展综述

<正>2022年，面向大国竞争，美国重视将商业能力纳入国家侦察监视体系，全方位发展涵盖军、情、民、商、盟的侦察监视体系，旨在提升监视能力与对抗环境下的体系抗毁能力；高度重视发展前沿系统和技术，情报界部署秘密新型大型侦察卫星，军方攻关天基地面动目标指示雷达技术和天基遥感数据边缘计算等技术，试图持续保持天基侦察监视技术全球领先。在俄乌冲突背景下，俄罗斯加快天基侦察监视系统发展，     

美天基导弹预警与跟踪能力发展浅析

<正>当前,美天基导弹预警与跟踪系统被视为可提供最先进的导弹预警能力。俄罗斯等国正在加紧部署下一代高超声速、低空飞行导弹,并在研制反卫武器和其他反太空系统。而美军当前的地基、天基系统无法有效应对上述威胁。本文探究了美天基导弹预警与跟踪能力发展动向,聚焦其面临的威胁与挑战及应对策略,浅析其未来发展趋势。     

天基网络体系及自适应资源动态管理

随着天基网络应用范围的不断扩大和承担任务重要性的持续提升,天基网络及通信卫星星座建设将在未来网络通信中发挥越来越重要的作用.天基资源管理技术对于天基网络业务负载的实时性和高效性保证具有重要的意义.文章就天基网络的现状和业务特点进行分析,针对天基信息网络的资源管理系统功能和特点,对资源动态管理技术,包括实现场景、功能重构...     

空间碎片天基监测图像仿真研究

空间碎片天基光学监测可以有效弥补地基监测的时空覆盖缺陷.目前天基观测数据不足甚至没有数据,这给监测系统研制、数据处理算法研究及软件系统研发和验证造成了一定困难.因此,研发能够为相关研究提供空间监测图像的空间碎片天基监测图像仿真软件系统具有重要意义.本文根据天基监测图像的特点,研究基本算法,设计仿真流程,给出仿真图像并对结果进行分析.为得到符合实际观测场景的高精度仿真图像,软件系统采用瞬时惯性坐标系;基于Tycho2星表提出了采用基于索引文件的快速星表查询方法来生成背景星图;利用两行根数（Two-Line Element,TLE）数据集仿真空间碎片观测值;并对结果图像中目标的运行轨迹进行分析,得出天基监测空间目标的成像特性.仿真结果表明,该仿真系统能够针对不同观测条件和观测平台,在兼顾精度与时效性的情况下,获得较为真实的空间碎片天基光学系列观测图像.     

空间目标在天基光学探测中的特性分析与仿真

分析了空间目标的分布及几何特性,研究了空间目标光学特性与天基探测系统、太阳以及目标自身参数的关系,提出了空间目标光学特性仿真的思路,建立的天基空间目标光学特性分析系统可以计算并绘制相对距离、太阳相位角及目标星等变化曲线.由于很难获取准确的空间目标实际光度数据,文中提出了对仿真结果的验证方法.通过对仿真结果的分析,得出了天基空间目标光学探测的特点,为天基光学探测和识别的研究提供了参考.      

国外侦察卫星那些事儿

<正>7月2日,美国国防部宣布,将在2017年发射"作战响应空间"-5小型侦察卫星,以作为从当前的"天基太空监视卫星"到未来小型太空监视三星星座之间的过渡。此前的6月9日,美国空军宣布,其第5、6颗"天基红外系统"导弹预警卫星将采用升级版的A2100卫星平台,以此作为"天基红外系统"项目技术更新工作的一部分。目前,军民两用成像卫星发展迅     

美国天基侦察监视系统发展分析与启示

<正>天基侦察监视系统是美军应用最广泛的天基信息支援系统。美国天基侦察监视系统已形成涵盖导弹预警和杀伤评估、目标侦察监视、战场气象信息监测等在内的复杂系统,其理论水平、技术能力和作战运用处于世界领先水平。美军分别成立跨机构联合太空作战中心和太空作战联合指挥部,并陆续将各军种中负责卫星相关太空作战能力的部门纳入太空军行列,旨在强化各军种/部门间天基侦察监视信息共享与协同作战,满足未来多维化、信息化、一体化联合作战需求。截至2022年6月,美国新发射2颗神秘间谍卫星NROL-87和NROL-85,推测可能分别是新一代“锁眼”（Key Hole）侦察监视卫星和新一代海洋监视卫星,     

美军天基通用数据链发展研究

天基通用数据链(CDL)作为美军"作战响应空间"(ORS)计划下重点发展的关键技术之一,成功验证了成像侦察卫星的战术应用能力,并将成为美军构建多源战场情报体系的重要手段。系统研究美军天基CDL的发展演进情况,对我国开展相关领域论证研究具有一定的参考意义。本文在明确美军天基CDL概念的基础上,着重研究了美军天基CDL的前期技术验证情况和未来实战应用模式,并分析了美军天基CDL的发展趋势,提出了对我国天基CDL发展的几点启示。     

空间环境天基探测现状与需求分析

天基空间环境探测是了解空间环境状态及变化规律的重要手段, 同时也是保障人类空间活动安全的空间环境预报业务的重要数据来源. 为了促进中国空间环境天基探测的发展和合理布局, 本文分析总结了空间环境天基探测的现状、特点以及能够服务于空间天气预报的业务监测能力情况, 从空间环境业务保障角度分析了空间环境天基探测的需求, 并对中国天基空间环境探测的发展思路进行了初步探讨分析.     

移动互联网新浪潮 天基互联网

<正>概念天基互联网是什么天基互联网是指最近逐渐成熟的利用位于地球上空的各类空中平台提供给地面和空中终端宽带互联网服务的新型网络,天基互联网主要有两种基础设施模式:一是通过不同高度层和轨道的高通量卫星星座向地面提供信号,高度一般在200千米~36000千米,这些卫星可以认为是一类空间基站;二是通过临近空间平台     

声音·圆桌

<正>三极观测急需国产专业卫星2019年5月16日—17日,由北京师范大学和中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室联合申办的第653次香山科学会议"三极天基观测的前沿关键问题"学术讨论会上,来自相关领域的50余位专家深入讨论了如何构建三极天基观测系统,一致认为三极天基观测是三极科学研究的迫切需求,更是全球应对气候变化和人类命运共同体建设的关键,应加速建设我国牵头、国     

天基空间碎片光学探测影响因素分析及仿真

光学手段在天基空间碎片探测中被广泛应用,但容易受到杂光等因素影响。结合在轨试验数据,从探测器和碎片两方面分析了影响天基空间碎片光学探测的因素。影响探测器探测效果的因素包括太阳光、月光、地气光、大气辉光等杂光及南大西洋异常区辐射等;影响碎片可见性的因素包括地球遮挡、地影及反射的太阳光等。分别给出了上述影响因素涉及的特征量及规避影响的计算方法。基于某天基探测设备的仿真结果表明,上述影响在自然交会及姿态机动模式下均可能发生,在试验设计时需被充分考虑。最后,针对某天基空间碎片探测任务进行了规划。文章对天基光学探测试验设计具有一定的指导意义。     

用于卫星入轨段测控的箭载天基测控中继系统

为满足卫星入轨段关键遥测参数下传和遥控指令上传的需求,设计了一种用于卫星入轨段测控的中继系统,方案主要基于火箭现成天基测控终端和卫星现成测控设备。介绍了中继系统的组成、工作原理和工作流程,研究了天基测控相控阵天线波束指向算法,设计了一种卫星遥测、遥控信号中继功能的地面测试系统。该箭载中继系统在快舟一号甲火箭上完成了两次飞行试验验证,两次飞行试验中继转发的卫星遥测数据完整,箭载卫星通信终端接收用户卫星遥测数据的载噪比大于20dB;地面测控中心接收天基遥测返向信号比特信噪比相对接收门限有3dB以上的余量。试验表明,该箭载天基测控中继系统通信链路余量充足,工作可靠,相比通过地面测控资源保障或卫星自身使用天基测控可节省一半以上成本。     

基于STK的美国天基预警系统仿真研究

正本文基于STK软件对美国天基预警系统进行了仿真和分析。首先调研了美国天基预警系统的组成和星载探测器参数,在此基础上基于STK软件构建了美国天基预警系统的仿真模型,最后从天基预警系统覆盖性能和探测效果两方面分析了该系统的威力范围和探测能力。