Missionsanalyse, forbindelser og rumoperationer (scenarietypefamilie)

14 scenarietyper i motoren v0.40.0. Vejledende: analyseoutput fra et forsknings- og ingeniørværktøj, ikke typegodkendt navigationsudstyr og ikke en safety-of-life-tjeneste. Hver betegnelse her er motorens eller verifikationsmatricens; en type er MODELLED, medmindre matricen angiver andet (hvordan en betegnelse opnås: afsnittet Evidens i README).

Emnesider: ENTRY-EO-ASCENT, CONTACT-SCHEDULING, AOCS. Kør én: kshana scenarios/launch-window.toml. Alle familier: KINDS.md.

launch-window#

Opsendelses- og opstigningsgeometri med tolegemeproblem: opsendelsesazimut(er) (sin Az = cos i / cos lat), mindste opnåelige inklination, cirkulær hastighed, Jordens rotationsbonus mod øst, Δv for dogleg-planændring, når målinklinationen er under stedets breddegrad, og antallet af daglige opsendelsesmuligheder. MODELLED geometri for kugleformet Jord (ingen hastighedstrekantskorrektion for roterende Jord, ingen model for opstignings-/modstandstab).

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: site_lat_deg, target_inclination_deg, altitude_km, site_lon_deg, epoch, eop_finals2000a.

Register: MODELLED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: launch-window.

kshana scenarios/launch-window.toml

ascent-losses#

Plan opstigning med tyngdekraftsdrejning for et flertrinskøretøj over en ikke-roterende kugleformet Jord gennem US Standard Atmosphere 1976 (lodret stigning, pitch-kick, thrust langs hastigheden), hvor tab fra tyngdekraft, modstand, styring og modtryk integreres, og ideelt dv minus tab kontrolleres mod brændudhastigheden; max-Q, maksimal acceleration og brændudtilstand. MODELLED.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: stages, payload_kg, drag_coefficient, reference_area_m2, kick_altitude_m, kick_angle_deg, kick_duration_s, step_s.

Register: MODELLED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: ascent-losses.

kshana scenarios/ascent-losses.toml

reentry#

Korridor for ballistisk generindtræden efter Allen-Eggers: maksimal deceleration (uafhængig af ballistisk koefficient, V_e^2 sin|γ|/(2eH)), hastighed og højde ved maksimal g og hastigheden ved maksimal opvarmning, for en indtrædenshastighed, banevinkel og ballistisk koefficient gennem en eksponentiel atmosfære, plus en plan integration af et punktmassesystem af den samme ballistiske indtræden med tyngdekraft, jordens krumning og US Standard Atmosphere 1976 (maksimal deceleration, hastighed, højde og tid ved maksimum). MODELLED ballistisk indtræden (uden løft); opvarmningen er HASTIGHEDEN ved maksimal opvarmning, ikke en varmeflux (ingen model for aerotermi eller varmeskjold).

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: entry_velocity_m_s, flight_path_angle_deg, ballistic_coeff_kg_m2, scale_height_m, rho0_kg_m3, entry_interface_altitude_m.

Register: MODELLED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: reentry.

kshana scenarios/reentry.toml

entry-heating#

3-DoF-punktmasseindflyvning i atmosfæren over en roterende kugleformet Jord eller Mars (ballistisk eller løftende ved konstant krængning), RK4, gennem US76, en eksponentiel eller Mars-atmosfæren, med konvektiv opvarmning i stagnationspunktet efter Sutton-Graves (NASA TR R-376): maksimal deceleration, varmeflux og dynamisk tryk, varmebelastning, downrange, en energikontrol i roterende system og Allen-Eggers' lukkede form ved siden af. Maksimal deceleration er kontrolleret mod det publicerede nominelle Stardust-forløb; opvarmningen er MODELLED.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: body, atmosphere, rho0_kg_m3, scale_height_m, entry_interface_altitude_m, velocity_frame, entry_speed_m_s, flight_path_angle_deg, heading_deg, latitude_deg, longitude_deg, mass_kg, drag_coefficient, reference_area_m2, nose_radius_m, lift_to_drag, bank_angle_deg, rotating_planet, step_s, terminal_altitude_m, max_time_s.

Register: MODELLED 1 · VALIDATED 1. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: entry-heating.

kshana scenarios/entry-heating-stardust.toml

eo-coverage#

Footprint og dækningsgeometri for jordobservationsnyttelast (SMAD-rumtrekant): Jordens vinkelradius, swathbredde, GSD i nadir, maksimal off-nadir-adgang, cirkulær periode, J2-knudeperiode og afstand mellem jordspor ved ækvator med et flag for sammenhængende dækning, for en banehøjde, hældning (solsynkron som standard) og sensor-FOV/IFOV. MODELLED geometri med kugleformet Jord (ingen radiometri/MTF/atmosfære/jitter/glint); knudeafstand R_e·(ω − Ω̇)·T_nodal med første-ordens sekulære J2-rater.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: altitude_km, half_fov_deg, ifov_microrad, max_off_nadir_deg, inclination_deg.

Register: VALIDATED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: eo-coverage.

kshana scenarios/eo-coverage.toml

eo-radiometry#

Radiometri og billedkvalitet for en nadirbilledtager: radians ved aperturen for en lambertsk scene, kameraligningen, signal og skud-/mørkestrøms-/udlæsnings-/kvantiseringsstøj og SNR; systemets MTF ved Nyquist (diffraktion x detektor x udtværing x jitter), den relative kantrespons ud fra den, Q = lambda F/p og GIQE version 4 NIIRS uden MTF-kompensation. MODELLED.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: altitude_m, focal_length_m, aperture_m, pixel_pitch_um, wavelength_um, bandwidth_um, fill_factor, smear_px, jitter_px_rms, reflectance, solar_irradiance_w_m2_um, sun_zenith_deg, atmospheric_transmittance, path_radiance_w_m2_sr_um, optics_transmittance, integration_s, quantum_efficiency, dark_current_e_s, read_noise_e, full_well_e, adc_bits.

Register: MODELLED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: eo-radiometry.

kshana scenarios/eo-radiometry.toml

attitude-budget#

3-DOF-budget for attitude og pegefejl: det værst tænkelige gravitationsgradient-forstyrrelsesmoment ((3/2)(μ/R³)ΔI) og et root-sum-square-budget for pegefejl over navngivne 1σ-bidragydere (sensorstøj, reaktionshjulsjitter, termisk, justering) med det dominerende led, for en banehøjde + en spredning i legemets inerti. MODELLED skalært AOCS-budget — et supplement før hardware til Basilisk/42, ikke en simulering af styresløjfe, 6-DoF eller fleksible tilstande.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: altitude_km, i_max_kg_m2, i_min_kg_m2, contributors.

Register: VALIDATED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: attitude-budget.

kshana scenarios/attitude-budget.toml

aocs#

Rumfartøjets attitudestyring: en slew-manøvre med inertial pegning af en stiv krop med tre eller flere afbalancerede reaktionshjul under MRP-tilbagekobling (L = -K sigma - P omega), minimumsnorm-hjulmomenter begrænset til hver motors grænse, RK4 med zero-order hold; eventuelt lukket på et multiplikativt EKF ud fra en simuleret gyro (vinkel- og rate-random-walk) og en stjernesensor. Rapporterer indsvingningstid, endelig og maksimal pegefejl, maksimal hjulhastighed og maksimalt hjulmoment, den mættede andel, drift i impulsmoment og, med estimatoren, dens attitudefejl og NEES. Sløjfen for den sande tilstand er VALIDATED mod Basilisk 2.9.1; estimatoren er MODELLED.

Obligatoriske felter: hub_inertia_kg_m2, k_nm, p_nms, wheels, sigma0. Valgfrie: duration_s, dt_s, sample_s, omega0_rad_s, pointing_threshold_deg, estimator.

Register: MODELLED 1 · VALIDATED 1. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: aocs.

kshana scenarios/aocs-slew.toml

link-budget#

Enkeltvejs linkbudget efter CCSDS 401 / DSN 810-005-linkligningen: fripladstab, C/N₀, Eb/N₀, margin og lukning for en sende-EIRP, modtage-G/T, afstand, datahastighed og bånd (s|x|ka) mod et krævet Eb/N₀. En deterministisk ingeniørberegning ud fra de leverede input (ikke et kalibreret terminaldatablad).

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: band, eirp_dbw, g_over_t_db, range_km, data_rate_bps, other_losses_db, required_eb_n0_db, tsys_k.

Register: MODELLED 1 · VALIDATED 1. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: link-budget.

kshana scenarios/link-budget.toml

acm-link#

Én satellit over én station: hver passages skrå afstand, elevation og Es/N0 langs passagen, den DVB-S2 MODCOD, der vælges i hvert trin (tærskler fra ETSI EN 302 307-1 Table 13 plus en implementeringsmargin), og den datamængde, ACM flytter, mod baseline med konstant kodning, der lukker ved masken. MODELLED.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: epoch, duration_hours, step_s, refraction, light_time, link, satellite, station.

Register: MODELLED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: acm-link.

kshana scenarios/acm-link.toml

contact-schedule#

Planlægning af jordkontakter for flere satellitter over flere stationer: tilsyneladende adgangsvinduer (SGP4, IAU 2006/2000A jordfast system, ITU-R P.834-refraktion, lystid), DVB-S2-ACM-datavolumen for hver overflyvning (tærskler i ETSI EN 302 307-1 Table 13) og en konfliktfri plan (én satellit pr. antenne med en omstillingstid, én station pr. satellit, prioritetsvægtet levering begrænset til hvert efterslæb) ved en grådig metode med marginalværdi, en først-til-mølle-baseline og en eksakt branch and bound på små mængder, med den grådige metodes optimalitetsgab. MODELLED.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: epoch, duration_hours, step_s, refraction, light_time, link, satellites, stations.

Register: MODELLED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: contact-schedule.

kshana scenarios/contact-schedule.toml

aperture-duty-cycle#

Aperturens driftscyklus: den tidsfordeling mellem navigation og kommunikation, som en kontaktplan medfører for en pulje af styrbare aperturer. Tager en kontaktplan (en liste af aos_s/los_s-vinduer i [[contacts]], der hver beder om navigation eller kommunikation — det samme aos_s/los_s-ordforråd, som prædiktoren passes udsender), et antal aperturer og en ARBITRERINGSPOLITIK (navigationsprioritet som standard, eller kommunikationsprioritet, eller ikke-præemptiv først til mølle), og rapporterer navigationsdriften, kommunikationsdriften, tomgangsdriften og udfaldet pr. session — den kontakttid, en session bad om, og som ingen apertur dækkede. Et præcist intervalsweep over vinduesgrænserne, så vinduer, der blot berører hinanden, aldrig konkurrerer, og ingen aperturssekunder tælles dobbelt; navigations-, kommunikations- og tomgangsaperturssekunder akkumuleres uafhængigt og lukker mod apertures*horizon_s. Rapporten angiver den opløste politik, dens fulde definition samt definitionerne af drift og udfald, fordi et driftstal, der angives uden sin arbiteringspolitik, ikke kan reproduceres. MODELLED planlægningsaritmetik: der regnes ingen tid for slew / omstilling / skift, når en apertur skifter tjeneste eller session, intet datavolumen, ingen bufferstatus, intet energibudget og ingen linklukning indgår i beslutningen, og kontaktvinduerne er input — deres geometri er det, der frembragte dem. Ikke et planlægningsprodukt til jordsegmentet.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: apertures, arbitration, horizon_start_s, horizon_end_s, contacts.

Register: MODELLED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: aperture-duty-cycle.

kshana scenarios/aperture-duty-cycle.toml

space-packet#

Indramning efter CCSDS 133.0-B Space Packet Protocol: kodér en syntetisk TM/TC-pakkestrøm (primær header på 6 oktetter + datafelt) og rapportér afkodningen af headeren for hver pakke, samlet antal oktetter og en nøjagtig rundtur mellem kodning og afkodning. Deterministisk indramning med nøjagtigt bitlayout — organisationernes lag for interoperabilitet mellem pakkeformater; IKKE en certificering af overensstemmelse (ingen logik for sekundær header, CRC eller segmentering ud over flagene).

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: apid, telecommand, packet_count, data_len.

Register: VALIDATED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: space-packet.

kshana scenarios/space-packet.toml

oem-interop#

Interoperabilitetsbro til CCSDS OEM: importér en Orbit Ephemeris Message fra et eksternt flyvedynamikværktøj (GMAT, Orekit og STK udsender alle OEM) og rapportér dens segmenter, objekter, referencesystemer og epokespænd samt en kontrol af hastighedskonsistens; uden input kører den en rundtur med en genereret referencebane og rapporterer troværdigheden mellem import og eksport. MODELLED strukturel og fysisk indlæsningskontrol, IKKE en validering af kildens banenøjagtighed.

Obligatoriske felter: ingen. Valgfrie: oem_text.

Register: VALIDATED. Fuld side med input, resultater, evidens og begrænsninger: oem-interop.

kshana scenarios/oem-interop.toml