Análise de missão, enlaces e operações espaciais (família de tipos de cenário)

14 tipos de cenário do mecanismo v0.40.0. Consultivo: resultado de análise de uma ferramenta de pesquisa e engenharia, não um equipamento de navegação homologado e não um serviço de segurança da vida humana. Todo rótulo aqui é do mecanismo ou da matriz de verificação; um tipo é MODELLED a menos que a matriz diga o contrário (como um rótulo é obtido: a seção Evidence do README).

Páginas de tópico: ENTRY-EO-ASCENT, CONTACT-SCHEDULING, AOCS. Execute uma: kshana scenarios/launch-window.toml. Todas as famílias: KINDS.md.

launch-window#

Geometria de lançamento e ascensão de dois corpos: azimute(s) de lançamento (sin Az = cos i / cos lat), inclinação mínima alcançável, velocidade circular, o bônus para leste da rotação da Terra, Δv de mudança de plano em dogleg quando a inclinação-alvo está abaixo da latitude do local, e o número de oportunidades diárias de lançamento. Geometria de Terra esférica MODELLED (sem correção do triângulo de velocidades da Terra em rotação, sem modelo de ascensão/perda por arrasto).

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: site_lat_deg, target_inclination_deg, altitude_km, site_lon_deg, epoch, eop_finals2000a.

Registro: MODELLED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: launch-window.

kshana scenarios/launch-window.toml

ascent-losses#

Subida planar em curva gravitacional de um veículo de vários estágios sobre uma Terra esférica não rotativa, através da US Standard Atmosphere 1976 (subida vertical, chute de arfagem, empuxo ao longo da velocidade), integrando as perdas por gravidade, arrasto, direcionamento e contrapressão e verificando o dv ideal menos as perdas contra a velocidade de fim de queima; max-Q, aceleração de pico e estado de fim de queima. MODELLED.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: stages, payload_kg, drag_coefficient, reference_area_m2, kick_altitude_m, kick_angle_deg, kick_duration_s, step_s.

Registro: MODELLED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: ascent-losses.

kshana scenarios/ascent-losses.toml

reentry#

Corredor balístico de reentrada de Allen-Eggers: desaceleração máxima (independente do coeficiente balístico, V_e^2 sin|γ|/(2eH)), a velocidade e a altitude no pico de g e a velocidade de aquecimento máximo, para uma velocidade de entrada, ângulo da trajetória e coeficiente balístico em uma atmosfera exponencial, além de uma integração planar de massa pontual da mesma entrada balística com gravidade, curvatura da Terra e a Atmosfera Padrão dos EUA 1976 (desaceleração máxima, velocidade, altitude e tempo no pico). Entrada balística (sem sustentação) MODELLED; a saída de aquecimento é a VELOCIDADE de aquecimento máximo, não um fluxo de calor (sem modelo aerotérmico/TPS).

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: entry_velocity_m_s, flight_path_angle_deg, ballistic_coeff_kg_m2, scale_height_m, rho0_kg_m3, entry_interface_altitude_m.

Registro: MODELLED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: reentry.

kshana scenarios/reentry.toml

entry-heating#

Entrada atmosférica de massa pontual em 3-DoF sobre uma Terra esférica em rotação ou Marte (balística ou com sustentação a inclinação lateral constante), RK4, através da US76, de uma atmosfera exponencial ou da atmosfera de Marte, com aquecimento convectivo no ponto de estagnação de Sutton-Graves (NASA TR R-376): desaceleração de pico, fluxo de calor e pressão dinâmica, carga térmica, alcance longitudinal, uma verificação de energia no referencial em rotação e a forma fechada de Allen-Eggers ao lado. A desaceleração de pico é conferida contra o valor nominal publicado da Stardust; o aquecimento é MODELLED.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: 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.

Registro: MODELLED 1 · VALIDATED 1. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: entry-heating.

kshana scenarios/entry-heating-stardust.toml

eo-coverage#

Pegada da carga útil de observação da Terra e geometria de cobertura (triângulo espacial do SMAD): raio angular da Terra, largura da faixa imageada, distância de amostragem no solo no nadir, acesso máximo fora do nadir, período circular, período nodal com J2 e espaçamento equatorial do traço no solo com um indicador de cobertura contígua, para uma altitude orbital, uma inclinação (heliossíncrona por padrão) e um FOV/IFOV do sensor. Geometria de Terra esférica MODELLED (sem radiometria/MTF/atmosfera/jitter/reflexo solar); espaçamento de nós R_e·(ω − Ω̇)·T_nodal com taxas seculares de J2 de primeira ordem.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: altitude_km, half_fov_deg, ifov_microrad, max_off_nadir_deg, inclination_deg.

Registro: VALIDATED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: eo-coverage.

kshana scenarios/eo-coverage.toml

eo-radiometry#

Radiometria de imageador no nadir e qualidade de imagem: radiância na abertura de uma cena lambertiana, a equação da câmera, sinal e ruído de disparo/escuro/leitura/quantização e SNR; a MTF do sistema em Nyquist (difração x detector x arrasto x jitter), a resposta relativa de borda a partir dela, Q = lambda F/p e o NIIRS da GIQE versão 4 sem compensação de MTF. MODELLED.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: 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.

Registro: MODELLED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: eo-radiometry.

kshana scenarios/eo-radiometry.toml

attitude-budget#

Orçamento de erro de atitude e apontamento em 3 graus de liberdade: o torque perturbador de gradiente de gravidade de pior caso ((3/2)(μ/R³)ΔI) e um orçamento de erro de apontamento por raiz da soma dos quadrados sobre contribuintes nomeados de 1σ (ruído de sensor, jitter da roda de reação, térmico, alinhamento), com o termo dominante, para uma altitude orbital + dispersão de inércia do corpo. Orçamento escalar de AOCS MODELLED — um complemento pré-hardware ao Basilisk/42, não uma simulação de malha de controle / 6 graus de liberdade / modos flexíveis.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: altitude_km, i_max_kg_m2, i_min_kg_m2, contributors.

Registro: VALIDATED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: attitude-budget.

kshana scenarios/attitude-budget.toml

aocs#

Controle de atitude de espaçonave: uma manobra de apontamento inercial de um hub rígido com três ou mais rodas de reação balanceadas sob realimentação MRP (L = -K sigma - P omega), torques das rodas de norma mínima limitados ao limite de cada motor, RK4 com retentor de ordem zero; opcionalmente fechada sobre um EKF multiplicativo a partir de um giroscópio simulado (passeio aleatório de ângulo e de taxa) e um rastreador de estrelas. Informa o tempo de acomodação, o erro de apontamento final e de pico, a velocidade e o torque de pico das rodas, a fração saturada, a deriva do momento angular e, com o estimador, o seu erro de atitude e o NEES. A malha de estado verdadeiro é VALIDATED contra o Basilisk 2.9.1; o estimador é MODELLED.

Campos obrigatórios: hub_inertia_kg_m2, k_nm, p_nms, wheels, sigma0. Opcionais: duration_s, dt_s, sample_s, omega0_rad_s, pointing_threshold_deg, estimator.

Registro: MODELLED 1 · VALIDATED 1. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: aocs.

kshana scenarios/aocs-slew.toml

link-budget#

Orçamento de enlace unidirecional sobre a equação de enlace CCSDS 401 / DSN 810-005: perda de percurso no espaço livre, C/N₀, Eb/N₀, margem e fechamento para um EIRP de transmissão, G/T de recepção, distância, taxa de dados e banda (s|x|ka) em relação a um Eb/N₀ exigido. Um cálculo de engenharia determinístico a partir das entradas fornecidas (não é uma folha de dados calibrada de terminal).

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: band, eirp_dbw, g_over_t_db, range_km, data_rate_bps, other_losses_db, required_eb_n0_db, tsys_k.

Registro: MODELLED 1 · VALIDATED 1. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: link-budget.

kshana scenarios/link-budget.toml

acm-link#

Um satélite sobre uma estação: a distância oblíqua, a elevação e o Es/N0 de cada passagem ao longo da passagem, o MODCOD DVB-S2 escolhido a cada passo (limiares da Tabela 13 da ETSI EN 302 307-1 mais uma margem de implementação) e o volume de dados que o ACM move em relação à linha de base de codificação constante que fecha na máscara. MODELLED.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: epoch, duration_hours, step_s, refraction, light_time, link, satellite, station.

Registro: MODELLED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: acm-link.

kshana scenarios/acm-link.toml

contact-schedule#

Planejamento de contatos com o solo para vários satélites sobre várias estações: janelas de acesso aparentes (SGP4, referencial fixo à Terra IAU 2006/2000A, refração ITU-R P.834, tempo de luz), o volume de dados DVB-S2 ACM de cada passagem (limiares da Tabela 13 da ETSI EN 302 307-1) e um cronograma sem conflitos (um satélite por antena com um tempo de retorno, uma estação por satélite, entrega ponderada por prioridade limitada a cada backlog) por um método guloso de valor marginal, uma linha de base de ordem de chegada e um branch and bound exato em conjuntos pequenos, com a lacuna de otimalidade do método guloso. MODELLED.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: epoch, duration_hours, step_s, refraction, light_time, link, satellites, stations.

Registro: MODELLED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: contact-schedule.

kshana scenarios/contact-schedule.toml

aperture-duty-cycle#

Ciclo de trabalho de abertura: a divisão de tempo entre navegação e comunicações que um plano de contatos implica para um conjunto de aberturas direcionáveis. Recebe um plano de contatos (uma lista de janelas [[contacts]] aos_s/los_s, cada uma pedindo navegação ou comunicações — o mesmo vocabulário aos_s/los_s que o preditor passes emite), uma contagem de aberturas e uma POLÍTICA DE ARBITRAGEM (prioridade de navegação por padrão, ou prioridade de comunicações, ou primeiro a chegar, primeiro a ser atendido sem preempção), e informa o ciclo de trabalho de navegação, o ciclo de trabalho de comunicações, o ciclo de trabalho ocioso e a indisponibilidade por sessão — o tempo de contato que uma sessão pediu e nenhuma abertura atendeu. Uma varredura exata de intervalos sobre as fronteiras das janelas, de modo que janelas que se tocam nunca disputam e nenhum segundo de abertura é contado em dobro; os segundos de abertura de navegação, de comunicações e ociosos são acumulados de forma independente e fecham contra aberturas*horizon_s. O relatório declara a política resolvida, a sua definição completa e as definições de ciclo de trabalho e de indisponibilidade, porque um valor de ciclo de trabalho citado sem a sua política de arbitragem não é reproduzível. Aritmética de agendamento MODELLED: nenhum tempo de manobra / resintonização / troca é cobrado quando uma abertura muda de serviço ou de sessão, nenhum volume de dados, estado de buffer, orçamento de energia ou fechamento de enlace entra na decisão, e as janelas de contato são entradas — a sua geometria é aquela que as produziu. Não é um produto de agendamento de segmento terrestre.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: apertures, arbitration, horizon_start_s, horizon_end_s, contacts.

Registro: MODELLED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: aperture-duty-cycle.

kshana scenarios/aperture-duty-cycle.toml

space-packet#

Enquadramento do CCSDS 133.0-B Space Packet Protocol: codifica um fluxo sintético de pacotes TM/TC (cabeçalho primário de 6 octetos + campo de dados) e informa a decodificação do cabeçalho por pacote, o total de octetos e um ciclo exato de codificação↔decodificação. Enquadramento determinístico de layout de bits exato — a camada de interoperabilidade do formato de pacotes das agências; NÃO é uma certificação de aderência à norma (sem lógica de cabeçalho secundário/CRC/segmentação além dos flags).

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: apid, telecommand, packet_count, data_len.

Registro: VALIDATED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: space-packet.

kshana scenarios/space-packet.toml

oem-interop#

Ponte de interoperabilidade CCSDS OEM: importa uma Orbit Ephemeris Message produzida por uma ferramenta externa de dinâmica de voo (GMAT/Orekit/STK emitem OEM) e informa os seus segmentos/objetos/referenciais/intervalo de épocas, além de uma verificação de consistência de velocidade; sem entrada, faz a ida e volta de uma órbita de referência gerada e informa a fidelidade entre importação e exportação. Verificação de ingestão estrutural/física MODELLED, NÃO uma validação da exatidão orbital da fonte.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcionais: oem_text.

Registro: VALIDATED. Página completa, com as entradas, os resultados, as evidências e as limitações: oem-interop.

kshana scenarios/oem-interop.toml