Tehtäväanalyysi, yhteydet ja avaruusoperaatiot (skenaariolajien perhe)

Moottorin v0.40.0 skenaariolajeja on 14. Ohjeellinen: tutkimus- ja suunnittelutyökalun analyysitulos; ei tyyppihyväksytty navigointilaite eikä ihmishengen turvaamiseen tarkoitettu palvelu. Jokainen tässä oleva merkintä on moottorin tai varmennusmatriisin antama; laji on MODELLED, ellei matriisi muuta sano (miten merkintä ansaitaan: README:n Evidence-osio).

Aihesivut: ENTRY-EO-ASCENT, CONTACT-SCHEDULING, AOCS. Aja yksi: kshana scenarios/launch-window.toml. Kaikki perheet: KINDS.md.

launch-window#

Kaksirunkoinen laukaisu- ja nousugeometria: laukaisuazimutit (sin Az = cos i / cos lat), pienin saavutettavissa oleva inklinaatio, ympyräratanopeus, Maan pyörimisen itään suuntautuva hyöty, dogleg-tasonmuutoksen Δv kun tavoiteinklinaatio on alle laukaisupaikan leveysasteen, sekä päivittäisten laukaisumahdollisuuksien lukumäärä. MODELLED pallomaisen Maan geometria (ei pyörivän Maan nopeuskolmion korjausta, ei nousu- tai vastushäviömallia).

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: site_lat_deg, target_inclination_deg, altitude_km, site_lon_deg, epoch, eop_finals2000a.

Kirjanpito (ledger): MODELLED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: launch-window.

kshana scenarios/launch-window.toml

ascent-losses#

Monivaiheisen kantoraketin tasomainen painovoimakäännöksellä tehty nousu pyörimättömän pallomaisen Maan yllä US Standard Atmosphere 1976 -ilmakehän läpi (pystysuora nousu, pitch-potku, työntövoima nopeuden suuntaan), integroiden painovoima-, ilmanvastus-, ohjaus- ja vastapainehäviöt ja tarkistaen ideaalisen dv:n miinus häviöt polttoloppunopeutta vasten; max-Q, huippukiihtyvyys ja polttolopputila. MODELLED.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: stages, payload_kg, drag_coefficient, reference_area_m2, kick_altitude_m, kick_angle_deg, kick_duration_s, step_s.

Kirjanpito (ledger): MODELLED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: ascent-losses.

kshana scenarios/ascent-losses.toml

reentry#

Allen–Eggers-tyyppinen ballistinen ilmakehään paluun käytävä: huippuhidastuvuus (ballistisesta kertoimesta riippumaton, V_e^2 sin|γ|/(2eH)), nopeus ja korkeus huippu-g:n kohdalla sekä huippulämmityksen nopeus, kun annetaan paluunopeus, lentoratakulma ja ballistinen kerroin eksponentiaalisen ilmakehän läpi, sekä saman ballistisen paluun tasomainen pistemassaintegrointi, jossa on mukana painovoima, Maan kaarevuus ja US Standard Atmosphere 1976 (huippuhidastuvuus, nopeus, korkeus ja aika huipun kohdalla). MODELLED ballistinen (nostoton) paluu; lämmitystuloste on huippulämmityksen NOPEUS, ei lämpövuo (ei aerotermistä eikä TPS-mallia).

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: entry_velocity_m_s, flight_path_angle_deg, ballistic_coeff_kg_m2, scale_height_m, rho0_kg_m3, entry_interface_altitude_m.

Kirjanpito (ledger): MODELLED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: reentry.

kshana scenarios/reentry.toml

entry-heating#

3-DoF pistemassamallinen ilmakehään tulo pyörivän pallomaisen Maan tai Marsin yllä (ballistinen tai nostava vakiokallistuksella), RK4, US76-, eksponentiaalisen tai Marsin ilmakehän läpi, Sutton-Gravesin pysähdyspisteen konvektiivisella lämpenemisellä (NASA TR R-376): huippuhidastuvuus, lämpövuo ja dynaaminen paine, lämpökuorma, maanpintakantama, pyörivän koordinaatiston energiatarkistus ja Allen-Eggers-suljettu muoto sen rinnalla. Huippuhidastuvuus on tarkistettu julkaistua Stardust-nimellisarvoa vastaan; lämpeneminen on MODELLED.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: 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.

Kirjanpito (ledger): MODELLED 1 · VALIDATED 1. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: entry-heating.

kshana scenarios/entry-heating-stardust.toml

eo-coverage#

Maanhavaintokuorman jalanjälki ja kattavuusgeometria (SMAD:n avaruuskolmio): Maan kulmasäde, kaistan leveys, nadirin maanäytteen etäisyys (GSD), suurin nadirista poikkeava saavutettavuus, ympyräradan jaksonaika, J2-solmujakso ja päiväntasaajan maanpintajäljen väli yhtenäisen kattavuuden lipulla, kiertoradan korkeudelle, kaltevuudelle (oletuksena aurinkosynkroninen) ja anturin FOV/IFOV:lle. MODELLED pallomaisen Maan geometria (ei radiometriaa/MTF:ää/ilmakehää/osoitusvärinää/auringonpaistetta (glint)); solmuväli R_e·(ω − Ω̇)·T_nodal ensimmäisen kertaluvun J2-sekulaarisilla nopeuksilla.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: altitude_km, half_fov_deg, ifov_microrad, max_off_nadir_deg, inclination_deg.

Kirjanpito (ledger): VALIDATED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: eo-coverage.

kshana scenarios/eo-coverage.toml

eo-radiometry#

Nadir-kuvaajan radiometria ja kuvanlaatu: Lambert-kohtauksen apertuurinsäteily, kamerayhtälö, signaali sekä shot-, pimeävirta-, lukemis- ja kvantisointikohina ja SNR; järjestelmän MTF Nyquistilla (diffraktio x ilmaisin x liike x värinä), siitä johdettu suhteellinen reunavaste, Q = lambda F/p ja GIQE-version 4 NIIRS ilman MTF-kompensaatiota. MODELLED.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: 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.

Kirjanpito (ledger): MODELLED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: eo-radiometry.

kshana scenarios/eo-radiometry.toml

attitude-budget#

3-DOF-asento- ja osoitusvirhebudjetti: pahimman tapauksen gravitaatiogradienttihäiriömomentti ((3/2)(μ/R³)ΔI) ja osoitusvirheen neliösumman juuren budjetti nimettyjen 1σ-osatekijöiden yli (anturikohina, reaktiopyörän jitter, lämpö, linjaus) hallitsevan termin kanssa, kiertoratakorkeudelle ja rungon hitausmomenttien hajonnalle. MODELLED skalaarinen AOCS-budjetti — laitteistoa edeltävä täydennys Basiliskille/42:lle, ei säätösilmukan / 6-DoF:n / joustavien muotojen simulaatio.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: altitude_km, i_max_kg_m2, i_min_kg_m2, contributors.

Kirjanpito (ledger): VALIDATED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: attitude-budget.

kshana scenarios/attitude-budget.toml

aocs#

Avaruusaluksen asennonhallinta: jäykän rungon inertiaalisuuntainen käännös kolmella tai useammalla tasapainotetulla reaktiopyörällä MRP-takaisinkytkennällä (L = -K sigma - P omega), miniminormin pyörämomentit rajattuna kunkin moottorin rajaan, RK4 nollannen kertaluvun pidolla; valinnaisesti suljettuna multiplikatiiviseen EKF:ään simuloidusta gyrosta (kulma- ja nopeussatunnaiskävely) ja tähtikamerasta. Raportoi asettumisajan, lopullisen ja huippuosoitusvirheen, pyörän huippunopeuden ja -momentin, kyllästyneen osuuden, liikemäärämomentin ajautuman ja estimaattorin kanssa sen asentovirheen ja NEES:n. Todellisen tilan silmukka on VALIDATED vertailussa Basilisk 2.9.1; estimaattori on MODELLED.

Pakolliset kentät: hub_inertia_kg_m2, k_nm, p_nms, wheels, sigma0. Valinnaiset: duration_s, dt_s, sample_s, omega0_rad_s, pointing_threshold_deg, estimator.

Kirjanpito (ledger): MODELLED 1 · VALIDATED 1. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: aocs.

kshana scenarios/aocs-slew.toml

link-budget#

Yksisuuntainen linkkibudjetti CCSDS 401 / DSN 810-005 -linkkiyhtälöllä: vapaan tilan etenemishäviö, C/N₀, Eb/N₀, marginaali ja linkin sulkeutuminen lähetyksen EIRP:lle, vastaanoton G/T:lle, etäisyydelle, datanopeudelle ja kaistalle (s|x|ka) vaadittua Eb/N₀:aa vastaan. Deterministinen insinöörilaskelma annetuista syötteistä (ei kalibroitu päätelaitteen datalehti).

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: band, eirp_dbw, g_over_t_db, range_km, data_rate_bps, other_losses_db, required_eb_n0_db, tsys_k.

Kirjanpito (ledger): MODELLED 1 · VALIDATED 1. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: link-budget.

kshana scenarios/link-budget.toml

acm-link#

Yksi satelliitti yhden aseman yllä: jokaisen ylilennon vinoetäisyys, korkeuskulma ja Es/N0 ylilennon varrella, kullakin askeleella valittu DVB-S2 MODCOD (ETSI EN 302 307-1 Table 13 -kynnykset sekä toteutusmarginaali) ja datamäärä, jonka ACM siirtää verrattuna vakiokoodauksen lähtötasoon, joka sulkeutuu maskilla. MODELLED.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: epoch, duration_hours, step_s, refraction, light_time, link, satellite, station.

Kirjanpito (ledger): MODELLED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: acm-link.

kshana scenarios/acm-link.toml

contact-schedule#

Maayhteyksien suunnittelu usealle satelliitille usealla asemalla: näennäiset yhteysikkunat (SGP4, IAU 2006/2000A Maan mukana pyörivä koordinaatisto, ITU-R P.834 -refraktio, valon kulkuaika), kunkin ohikulun DVB-S2 ACM -datamäärä (ETSI EN 302 307-1 taulukon 13 kynnykset) ja ristiriidaton aikataulu (yksi satelliitti antennia kohti käännösajalla, yksi asema satelliittia kohti, prioriteettipainotettu toimitus rajattuna kunkin jonon kokoon) marginaaliarvoon perustuvalla ahneella menetelmällä, ensin tulleen palvelun lähtötasolla ja tarkalla branch and bound -haulla pienillä joukoilla, sekä ahneen menetelmän optimaalisuusvälillä. MODELLED.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: epoch, duration_hours, step_s, refraction, light_time, link, satellites, stations.

Kirjanpito (ledger): MODELLED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: contact-schedule.

kshana scenarios/contact-schedule.toml

aperture-duty-cycle#

Apertuurin käyttösuhde: navigoinnin ja viestinnän aikajako, jonka yhteysaikataulu merkitsee ohjattavien apertuurien joukolle. Ottaa yhteysaikataulun (luettelo ikkunoista [[contacts]] aos_s/los_s, joista kukin pyytää navigointia tai viestintää — sama aos_s/los_s-sanasto, jonka ennustin passes tuottaa), apertuurien määrän ja VÄLITYSPOLITIIKAN (navigointi etusijalla oletuksena, tai viestintä etusijalla, tai keskeyttämätön ensin tullut ensin palvellaan), ja raportoi navigoinnin käyttösuhteen, viestinnän käyttösuhteen, joutoajan käyttösuhteen ja istuntokohtaisen katkon — yhteysajan, jonka istunto pyysi ja jota mikään apertuuri ei palvellut. Tarkka välinpyyhkäisy ikkunarajojen yli, joten toisiinsa koskettavat ikkunat eivät koskaan kilpaile eikä yhtään apertuurisekuntia lasketa kahdesti; navigoinnin, viestinnän ja joutoajan apertuurisekunnit kerätään toisistaan riippumatta ja ne sulkeutuvat arvoon apertuurit*horizon_s. Raportti ilmoittaa ratkaistun politiikan, sen täyden määritelmän sekä käyttösuhteen ja katkon määritelmät, koska ilman välityspolitiikkaansa esitetty käyttösuhdeluku ei ole toistettavissa. MODELLED aikataulutuslaskenta: mitään käännös- / uudelleenvirityksen / vaihtoaikaa ei veloiteta, kun apertuuri vaihtaa palvelua tai istuntoa, päätökseen ei vaikuta datamäärä, puskuritila, energiabudjetti eikä linkin sulkeutuminen, ja yhteysikkunat ovat syötteitä — niiden geometria on se, mikä ne tuotti. Ei maasegmentin aikataulutustuote.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: apertures, arbitration, horizon_start_s, horizon_end_s, contacts.

Kirjanpito (ledger): MODELLED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: aperture-duty-cycle.

kshana scenarios/aperture-duty-cycle.toml

space-packet#

CCSDS 133.0-B Space Packet Protocol -kehystys: synteettisen TM/TC-pakettivirran koodaus (6 oktetin ensisijainen otsikko + datakenttä) sekä pakettikohtaisen otsikon dekoodauksen, oktettien kokonaismäärän ja tarkan koodaus↔dekoodaus-kierron raportointi. Deterministinen tarkka bittirakenteen kehystys — viraston pakettimuodon yhteentoimivuuskerros; EI vaatimustenmukaisuuden sertifiointi (ei toissijaisen otsikon/CRC:n/segmentoinnin logiikkaa lippuja pidemmälle).

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: apid, telecommand, packet_count, data_len.

Kirjanpito (ledger): VALIDATED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: space-packet.

kshana scenarios/space-packet.toml

oem-interop#

CCSDS OEM -yhteentoimivuussilta: tuo ulkoisen lentodynamiikkatyökalun tuottama Orbit Ephemeris Message (GMAT/Orekit/STK tuottavat kaikki OEM:n) ja raportoi sen segmentit/kohteet/koordinaatistot/epookkivälin sekä nopeuden johdonmukaisuustarkistuksen; ilman syötettä se kiertää generoidun viiteradan edestakaisin ja raportoi tuonnin↔viennin tarkkuuden. MODELLED rakenteellinen/fysikaalinen sisäänottotarkistus, EI lähteen radan tarkkuuden validointi.

Pakolliset kentät: ei yhtään. Valinnaiset: oem_text.

Kirjanpito (ledger): VALIDATED. Koko sivu, jolla ovat syötteet, tulokset, todisteet ja rajoitukset: oem-interop.

kshana scenarios/oem-interop.toml