علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

به‌گزینی منظومه‌های ماهواره‌ای با محموله‌های پایش اقلیم فضای ایران

نوع مقاله : مقاله منتخب

نویسندگان
1 عضو هیات علمی بخش محموله های سنجشی ، گروه مهندسی سیستم، پژوهشکده سامانه های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران
2 کارشناسی ارشد مهندسی فضایی
3 استادیار پژوهشگاه فضایی ایران
4 کارشناس/ پژوهشگاه فضایی ایران
چکیده
پایش پیوسته اقلیم فضا و مدیریت پدیده‌های مخرب آن، جهت کاهش آسیب‌های ناشی از اقلیم فضا امری حیاتی است. تحقیقات نشان می‌دهد که سکوهای فضایی، به‌ویژه منظومه‌های ماهواره‌ای با محموله‌های مناسب می‌توانند به‌عنوان مکمل شبکه پایش زمینی عمل کنند. این پژوهش بر به‌گزینی منظومه‌های ماهواره‌ای جهت پوشش کامل ایران و خاورمیانه تمرکز داشته است. محموله‌های این مأموریت شامل حسگر میدان مغناطیسی، آشکارسازی پروتون‌ها، الکترون‌ها و یون‌های آسیب‌زا، نهفتگی رادیویی، اندازه‌گیری حرکت یونی و پایشگر تشعشعات جهت پایش اقلیم فضا متناسب با راهبرد کشور انتخاب شده‌اند. از نرم‌افزار اس‌تی‌کی به‌منظور طراحی و تحلیل منظومه‌های ماهواره‌ای استفاده شده است. طراحی ابتدا با فرض یک ایستگاه زمینی و سپس ایجاد شبکه ایستگاه‌های زمینی (۵ ایستگاه) در ارتفاع مداری ۵۰۰ کیلومتری، میل مداری ۴۵ و ۵۵ درجه و به‌کارگیری منظومه ماهواره‌ای متقارن با الگوی واکر، انجام شد. منظومه‌های ماهواره‌ای برتر، با استفاده از مقایسه پارامترهای آماری شامل حداقل تعداد ماهواره در دید و پوشش تجمعی، از میان ۷۷۸ سناریو انتخاب شد. بر اساس نتایج، دو منظومه ۱۰×۷ و ۱×۱۴ کوچک‌ترین سناریوهایی هستند که الزامات مسئله را برآورده می‌کنند. علاوه بر این، استفاده از میل مداری ۴۵ و شبکه ایستگاه‌های زمینی پراکنده سبب کاهش تعداد کل ماهواره‌ها شده و پوشش کامل ایران را فراهم می‌آورد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1] A. Thaduri, D. Galar, and U. Kumar, “Space weather climate impacts on railway infrastructure,” Int. J. Syst. Assur. Eng. Manag., vol. 11, no. 2, pp. 267–281, Jul. 2020, doi: 10.1007/s13198-020-01003-9.
[2] M. Moldwin, An Introduction to Space Weather. Cambridge University Press, 2022. Accessed: Dec. 31, 2023. [Online]. Available: https://books.google.com/books?hl=en&lr=&id=1hOUEAAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR9&dq=space+weather&ots=3dsQAzWa6y&sig=AyQWcgw9S1iPFG9OYDZ0qReZUls
[3] O. Shekoofa, M. Khoshsima, S. Ghazanfarinia, and F. Bagheroskouei, “Toward the establishment of a national center for space weather services: Vision, mission and organization,” Journal of Space Science, Technology and Applications, vol. 1, no. 2, pp. 34–48, Feb. 2022, doi: 10.22034/jssta.2022.309735.1034.
[4] A. Kosari, E. Khatoonabadi, A. Kazemi, R. Amjadifard, and V. Bohlouri, “The effects of space weather on economic processes and human civilization infrastructures,” Space Science, Technology and Applications, vol. 3, no. 1, pp. 123–144, Jul. 2023.
[5] N. Imtiaz, W. Younas, and M. Khan, “Response of the low-to mid-latitude ionosphere to the geomagnetic storm of September 2017,” in Annales Geophysicae, Copernicus Publications, Göttingen, Germany, 2020, pp. 359–372. Accessed: Aug. 18, 2024. [Online]. Available: https://angeo.copernicus.org/articles/38/359/2020/angeo-38-359-2020.html
[6] S. Kraft, A. Lupi, and J.-P. Luntama, “ESA’s distributed space weather sensor system (D3S) utilizing hosted payloads for operational space weather monitoring,” Acta Astronaut., vol. 156, pp. 157–161, 2019.
[7] G. Staniscia, B. Lagaune, S. Berge, M. Battelino, and S. Kraft, “A small satellite constellation for monitoring of the aurora,” 2023. Accessed: Dec. 02, 2023. [Online]. Available: https://digitalcommons.usu.edu/smallsat/2023/all2023/77/
[8] Z. Peng, X. U. Zhe, G. Min, X. I. E. Lizi, X. Di, and L. I. U. Chang, “Progress of Fengyun meteorological satellites since 2020,” 间科学学报, vol. 42, no. 4, pp. 724–732, 2022, doi: 10.11728/cjss2022.04.yg14.
[9] C. Francisco, R. Henriques, and S. Barbosa, “A review on CubeSat missions for ionospheric science,” Aerospace, vol. 10, no. 7, p. 622, 2023.
[10] M. H. Jafari and S. Aminabadi, “Investigating orbital configurations for a LEO satellite telephony constellation over the territory of Iran,” Journal of Space Science, Technology and Applications, vol. 1, no. 2, pp. 138–146, 2022.
[11] S. P. Williamson et al., “Report on space weather observing systems: Current capabilities and requirements for the next decade,” Office of the Federal Coordinator for Meteorological Services and Supporting Research, Department of Commerce, Silver Spring, MD, USA, 2013.
[12] B. Pongračić, S. Kos, and D. Brčić, “Spatial assessment of GPS ionospheric delay model during St. Patrick’s geomagnetic storm,” Mar. 2019.
[13] J. R. Wertz, “Mission geometry: Orbit and constellation design and management,” Space Technol. Libr., 2001. Accessed: Nov. 16, 2023. [Online]. Available: https://cir.nii.ac.jp/crid/1573105974999212416
[14] J. G. Walker, “Continuous whole-earth coverage by circular-orbit satellite patterns,” Royal Aircraft Establishment, Farnborough, U.K., 1977.
[15] E. Stevenson, V. Rodríguez-Fernández, E. Minisci, and D. Camacho Fernandez, “A deep learning approach to space weather proxy forecasting for orbital prediction,” 2020. Accessed: Aug. 17, 2024. [Online]. Available: https://oa.upm.es/id/eprint/64345
[16] R. Miteva, S. W. Samwel, and S. Tkatchova, “Space weather effects on satellites,” Astronomy, vol. 2, no. 3, pp. 165–179, 2023.
 
 
 
 
دوره 5، شماره 2
شماره دهم - اسفند 1404
اسفند 1404
صفحه 23-33

  • تاریخ دریافت 12 تیر 1403
  • تاریخ بازنگری 05 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش 16 دی 1403