Missioonianalüüs, sidelingid ja kosmoseoperatsioonid (stsenaariumi liikide perekond)

14 stsenaariumi liiki mootorist v0.40.0. Nõuandev: uurimis- ja inseneeriatööriista analüüsitulemus; mitte tüübikinnitust omav navigatsiooniseade ega inimelu ohutusega seotud teenus. Iga siinne silt on mootori või kontrollimaatriksi oma; liik on MODELLED, kui maatriks ei ütle teisiti (kuidas silt teenitakse: README jaotis Evidence).

Teemalehed: ENTRY-EO-ASCENT, CONTACT-SCHEDULING, AOCS. Käivita üks: kshana scenarios/launch-window.toml. Kõik perekonnad: KINDS.md.

launch-window#

Kahe keha starti ja tõusu geomeetria: stardiasimuut(id) (sin Az = cos i / cos lat), minimaalne saavutatav kaldenurk, ringkiirus, Maa pöörlemise idasuunaline boonus, dogleg-tasandimuutuse Δv, kui sihtkaldenurk on stardikoha laiuskraadist väiksem, ja päevaste stardivõimaluste arv. MODELLED sfäärilise Maa geomeetria (ilma pöörleva Maa kiiruskolmnurga parandita, ilma tõusu- ja takistuskao mudelita).

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: site_lat_deg, target_inclination_deg, altitude_km, site_lon_deg, epoch, eop_finals2000a.

Register (ledger): MODELLED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: launch-window.

kshana scenarios/launch-window.toml

ascent-losses#

Mitmeastmelise kanderaketi tasapinnaline gravitatsioonipööre mitte pöörleva sfäärilise Maa kohal läbi USA standardatmosfääri 1976 (vertikaalne tõus, tõusunurga lööve, tõukejõud piki kiirust), integreerides gravitatsiooni-, takistus-, juhtimis- ja vasturõhukaod ning kontrollides ideaalse dv miinus kaod põlemise lõppkiiruse vastu; max-Q, tippkiirendus ja põlemise lõppolek. MODELLED.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: stages, payload_kg, drag_coefficient, reference_area_m2, kick_altitude_m, kick_angle_deg, kick_duration_s, step_s.

Register (ledger): MODELLED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: ascent-losses.

kshana scenarios/ascent-losses.toml

reentry#

Allen-Eggersi ballistilise atmosfääri sisenemise koridor: maksimaalne aeglustus (ballistilisest koefitsiendist sõltumatu, V_e^2 sin|γ|/(2eH)), kiirus ja kõrgus maksimaalse g juures ning maksimaalse kuumenemise kiirus sisenemiskiiruse/lennutrajektoori nurga/ballistilise koefitsiendi korral eksponentsiaalse atmosfääri kaudu, pluss sama ballistilise sisenemise tasapinnaline punktmassi integreerimine raskusjõu, Maa kõveruse ja USA standardatmosfääriga 1976 (maksimaalne aeglustus, kiirus, kõrgus ja aeg maksimumil). MODELLED ballistiline (tõstejõuta) sisenemine; kuumenemise väljund on maksimaalse kuumenemise KIIRUS, mitte soojusvoog (aerotermilist/TPS-i mudelit ei ole).

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: entry_velocity_m_s, flight_path_angle_deg, ballistic_coeff_kg_m2, scale_height_m, rho0_kg_m3, entry_interface_altitude_m.

Register (ledger): MODELLED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: reentry.

kshana scenarios/reentry.toml

entry-heating#

3-DoF punktmassi atmosfääri sisenemine üle pöörleva sfäärilise Maa või Marsi (ballistiline või tõstejõuga konstantse kreeniga), RK4, läbi US76, eksponentsiaalse või Marsi atmosfääri, Sutton-Gravesi stagnatsioonipunkti konvektiivse kuumenemisega (NASA TR R-376): tippviivitus, soojusvoog ja dünaamiline rõhk, soojuskoormus, horisontaalkaugus, pöörleva süsteemi energiakontroll ja Allen-Eggersi suletud kuju selle kõrval. Tippviivitust kontrollitakse avaldatud Stardusti nominaali vastu; kuumenemine on MODELLED.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: 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 (ledger): MODELLED 1 · VALIDATED 1. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: entry-heating.

kshana scenarios/entry-heating-stardust.toml

eo-coverage#

Maavaatluse kasulikkoormuse jalajälje ja katvuse geomeetria (SMAD kosmosekolmnurk): Maa nurkraadius, haardelaius, nadiiri maapinna diskreetimissamm, maksimaalne nadiirist eemal ligipääs, ringperiood, J2 sõlmeperiood ja ekvatoriaalne maapinnatrajektooride vahe koos pideva katvuse lipuga, orbiidi kõrguse, kalde (vaikimisi päikesesünkroonne) ja sensori FOV/IFOV jaoks. MODELLED sfäärilise Maa geomeetria (radiomeetriat/MTF-i/atmosfääri/värinat/peegeldust ei ole); sõlmevahe R_e·(ω − Ω̇)·T_nodal esimest järku J2 sekulaarsete kiirustega.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: altitude_km, half_fov_deg, ifov_microrad, max_off_nadir_deg, inclination_deg.

Register (ledger): VALIDATED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: eo-coverage.

kshana scenarios/eo-coverage.toml

eo-radiometry#

Nadiirpildistaja radiomeetria ja pildikvaliteet: Lambertiaanse stseeni apertuurikiirgus, kaamera võrrand, signaal ning footonimüra/pimevoolu-/lugemis-/kvantimismüra ja SNR; süsteemi MTF Nyquisti sagedusel (difraktsioon x detektor x määrdumine x värin), sellest suhteline servavastus, Q = lambda F/p ja GIQE versiooni 4 NIIRS ilma MTF-kompensatsioonita. MODELLED.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: 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 (ledger): MODELLED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: eo-radiometry.

kshana scenarios/eo-radiometry.toml

attitude-budget#

3-DOF asendi ja suunamisvea eelarve: halvima juhu gravitatsioonigradiendi häiringumoment ((3/2)(μ/R³)ΔI) ja nimetatud 1σ panustajate (sensorimüra, reaktsiooniratta värin, termiline, joondus) ruutsumma-ruutjuur suunamisvea eelarve koos domineeriva liikmega orbiidi kõrguse + keha inertsihälbe jaoks. MODELLED skalaarne AOCS-i eelarve — riistvaraeelne täiendus Basilisk/42-le, mitte juhtimisahela / 6-DoF / paindemoodi simulatsioon.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: altitude_km, i_max_kg_m2, i_min_kg_m2, contributors.

Register (ledger): VALIDATED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: attitude-budget.

kshana scenarios/attitude-budget.toml

aocs#

Kosmoseaparaadi asendijuhtimine: jäiga korpuse inertsiaalsuunatud pööre kolme või enama tasakaalustatud reaktsiooniratta abil MRP-tagasisides (L = -K sigma - P omega), minimaalse normiga ratta pöördemomendid, piiratud iga mootori piirini, RK4 nulljärgu hoidega; soovi korral suletud multiplikatiivsel EKF-il simuleeritud güroskoobist (nurga ja kiiruse juhuslik ekslemine) ja tähejälgijast. Annab settimisaja, lõpliku ja tippsuunamisvea, ratta tippkiiruse ja -pöördemomendi, küllastunud osakaalu, nurkmomendi triivi ning hindajaga selle asendivea ja NEES-i. Tegeliku oleku ahel on VALIDATED Basilisk 2.9.1 vastu; hindaja on MODELLED.

Kohustuslikud väljad: hub_inertia_kg_m2, k_nm, p_nms, wheels, sigma0. Valikulised: duration_s, dt_s, sample_s, omega0_rad_s, pointing_threshold_deg, estimator.

Register (ledger): MODELLED 1 · VALIDATED 1. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: aocs.

kshana scenarios/aocs-slew.toml

link-budget#

Ühesuunaline lingieelarve CCSDS 401 / DSN 810-005 lingivõrrandi alusel: vabaruumi levikadu, C/N₀, Eb/N₀, varu ja sulgumine edastuse EIRP, vastuvõtu G/T, vahemaa, andmekiiruse ja sagedusala (s|x|ka) jaoks nõutava Eb/N₀ suhtes. Deterministlik inseneriarvutus antud sisenditest (mitte kalibreeritud terminali andmeleht).

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: band, eirp_dbw, g_over_t_db, range_km, data_rate_bps, other_losses_db, required_eb_n0_db, tsys_k.

Register (ledger): MODELLED 1 · VALIDATED 1. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: link-budget.

kshana scenarios/link-budget.toml

acm-link#

Üks satelliit ühe jaama kohal: iga läbilennu kaldkaugus, kõrgusnurk ja Es/N0 piki läbilendu, igal sammul valitud DVB-S2 MODCOD (ETSI EN 302 307-1 tabeli 13 läved pluss realisatsioonivaru) ja andmemaht, mida ACM liigutab võrreldes konstantse kodeerimise lähtetasemega, mis sulgub maskil. MODELLED.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: epoch, duration_hours, step_s, refraction, light_time, link, satellite, station.

Register (ledger): MODELLED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: acm-link.

kshana scenarios/acm-link.toml

contact-schedule#

Maajaamakontaktide planeerimine mitme satelliidi jaoks üle mitme jaama: näivad ligipääsuaknad (SGP4, IAU 2006/2000A Maaga seotud süsteem, ITU-R P.834 murdumine, valguse levimisaeg), iga pääsu DVB-S2 ACM andmemaht (ETSI EN 302 307-1 tabeli 13 lävendid) ja konfliktivaba ajakava (üks satelliit antenni kohta ümberpööramisajaga, üks jaam satelliidi kohta, prioriteediga kaalutud edastus, piiratud iga mahajäämusega) piirväärtuse ahne meetodiga, esimesena-tulnu baasjoone ja täpse hargne-ja-piira meetodiga väikestel hulkadel, koos ahne meetodi optimaalsuse lõhega. MODELLED.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: epoch, duration_hours, step_s, refraction, light_time, link, satellites, stations.

Register (ledger): MODELLED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: contact-schedule.

kshana scenarios/contact-schedule.toml

aperture-duty-cycle#

Apertuuri töötsükkel: navigatsiooni ja side ajajaotus, mida kontaktiplaan eeldab juhitavate apertuuride kogumi jaoks. Võtab kontaktiplaani ([[contacts]] aos_s/los_s akende loend, millest igaüks küsib navigatsiooni või sidet — sama aos_s/los_s sõnavara, mida annab passes-ennustaja), apertuuride arvu ja ARBITREERIMISPOLIITIKA (vaikimisi navigatsiooniprioriteet, või sideprioriteet, või mitte-eelistav first-come-first-served) ning annab navigatsiooni töötsükli, side töötsükli, jõudeoleku töötsükli ja seansi kohta katkestuse — kontaktiaja, mida seanss küsis ja ükski apertuur ei teenindanud. Täpne intervallipühkimine üle akende piiride, nii et kokkupuutuvad aknad ei konkureeri kunagi ja ühtegi apertuurisekundit ei loeta kaks korda; navigatsiooni, side ja jõudeoleku apertuurisekundid akumuleeritakse sõltumatult ja sulguvad suhtes apertures*horizon_s. Aruanne esitab lahendatud poliitika, selle täieliku määratluse ning töötsükli ja katkestuse määratlused, sest ilma arbitreerimispoliitikata esitatud töötsükli arv ei ole reprodutseeritav. MODELLED ajastusaritmeetika: apertuuri teenust või seanssi vahetades ei arvestata ümberpööramise / ümberhäälestuse / üleminekuaega, otsusesse ei lähe andmemahtu, puhvri olekut, energiaeelarvet ega lingi sulgumist ning kontaktiaknad on sisendid — nende geomeetria on see, mis neid tootis. Mitte maajaama ajastustoode.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: apertures, arbitration, horizon_start_s, horizon_end_s, contacts.

Register (ledger): MODELLED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: aperture-duty-cycle.

kshana scenarios/aperture-duty-cycle.toml

space-packet#

CCSDS 133.0-B kosmosepaketi protokolli raamistamine: sünteetilise TM/TC paketivoo kodeerimine (6-oktetine primaarpäis + andmeväli) ning paketipõhise päise dekodeerimise, oktettide koguarvu ja täpse kodeerimine↔dekodeerimine edasi-tagasi läbimise aruandlus. Deterministlik täpne bitipaigutusega raamistamine — agentuuride paketivormingu koostalitluskiht; MITTE standardi järgimise sertifitseerimine (lippudest kaugemale ulatuvat sekundaarpäise/CRC/segmenteerimise loogikat ei ole).

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: apid, telecommand, packet_count, data_len.

Register (ledger): VALIDATED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: space-packet.

kshana scenarios/space-packet.toml

oem-interop#

CCSDS OEM koostalitlussild: impordib välise lennudünaamika tööriista (GMAT/Orekit/STK väljastavad kõik OEM-i) loodud orbiidi efemeriidisõnumi (Orbit Ephemeris Message) ning annab aru selle segmentidest/objektidest/tugisüsteemidest/epohhivahemikust ja kiiruse kooskõla kontrollist; sisendita teeb see läbi loodud etalonorbiidi edasi-tagasi ringi ning annab aru impordi↔ekspordi täpsusest. MODELLED struktuurne/füüsikaline sisendikontroll, MITTE lähteandmete orbiiditäpsuse valideerimine.

Kohustuslikud väljad: puuduvad. Valikulised: oem_text.

Register (ledger): VALIDATED. Täielik leht koos sisendite, tulemuste, tõendite ja piirangutega: oem-interop.

kshana scenarios/oem-interop.toml