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

14 tipos de cenário do motor v0.40.0. Caráter consultivo: resultado de análise de uma ferramenta de investigação e engenharia, não um equipamento de navegação homologado nem um serviço de segurança da vida humana. Todas as etiquetas aqui são do motor ou da matriz de verificação; um tipo é MODELLED, salvo indicação em contrário da matriz (como uma etiqueta é obtida: a secção Evidence do README).

Páginas de tema: ENTRY-EO-ASCENT, CONTACT-SCHEDULING, AOCS. Executar 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 bónus 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.

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

kshana scenarios/launch-window.toml

ascent-losses#

Ascensão planar com viragem gravitacional de um veículo de vários andares sobre uma Terra esférica sem rotação, através da US Standard Atmosphere 1976 (subida vertical, impulso de inclinação, tração ao longo da velocidade), integrando as perdas por gravidade, resistência, orientação e contrapressão e verificando o dv ideal menos as perdas face à velocidade no fim da queima; max-Q, aceleração máxima e estado no fim da 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.

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

kshana scenarios/ascent-losses.toml

reentry#

Corredor de reentrada balística 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 de voo/coeficiente balístico numa atmosfera exponencial, mais uma integração planar de massa pontual da mesma entrada balística com gravidade, curvatura da Terra e a Atmosfera Padrão dos EUA de 1976 (desaceleração máxima, velocidade, altitude e tempo no pico). Entrada balística (sem sustentação) MODELLED; o resultado 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.

Registo: 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.

Registo: 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 predefinição) 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.

Registo: 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 câmara, 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.

Registo: 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 de apontamento a 3-DOF: o binário perturbador de gradiente de gravidade no 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 sensores, vibração das rodas de reação, térmico, alinhamento) com o termo dominante, para uma altitude orbital e uma dispersão de inércia do corpo. Orçamento escalar de AOCS MODELLED — um complemento pré-hardware do Basilisk/42, não uma simulação de ciclo de controlo/6-DoF/modos flexíveis.

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

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

kshana scenarios/attitude-budget.toml

aocs#

Controlo de atitude de veículos espaciais: uma reorientação com apontamento inercial de um corpo rígido com três ou mais rodas de reação equilibradas sob realimentação MRP (L = -K sigma - P omega), binários de roda de norma mínima limitados ao limite de cada motor, RK4 com retenção de ordem zero; opcionalmente fechada sobre um EKF multiplicativo a partir de um giroscópio simulado (passeio aleatório de ângulo e de taxa) e de um seguidor de estrelas. Comunica o tempo de estabilização, o erro de apontamento final e máximo, a velocidade e o binário máximos das rodas, a fração saturada, a deriva do momento angular e, com o estimador, o seu erro de atitude e o NEES. O ciclo de estado verdadeiro é VALIDATED face ao 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.

Registo: 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 ligação unidirecional segundo a equação de ligação CCSDS 401 / DSN 810-005: perda de percurso no espaço livre, C/N₀, Eb/N₀, margem e fecho para uma EIRP de transmissão, G/T de receção, distância, taxa de dados e banda (s|x|ka) face a um Eb/N₀ exigido. Um cálculo de engenharia determinístico a partir das entradas fornecidas (não a ficha técnica de um terminal calibrado).

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.

Registo: 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 em 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 transfere face 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.

Registo: MODELLED. Página completa, com os dados de entrada, os resultados, as evidências e as limitações: acm-link.

kshana scenarios/acm-link.toml

contact-schedule#

Planeamento de contactos 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 calendário 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.

Registo: MODELLED. Página completa, com os dados de entrada, os resultados, as evidências e as limitações: contact-schedule.

kshana scenarios/contact-schedule.toml

aperture-duty-cycle#

Ciclo de utilização de aberturas: a partilha de tempo entre navegação e comunicações que um plano de contactos implica para um conjunto de aberturas orientáveis. Recebe um plano de contactos (uma lista de janelas [[contacts]] aos_s/los_s, cada uma a pedir navegação ou comunicações — o mesmo vocabulário aos_s/los_s que o preditor passes emite), um número de aberturas e uma POLÍTICA DE ARBITRAGEM (prioridade à navegação por predefinição, ou prioridade às comunicações, ou por ordem de chegada sem preempção), e comunica a utilização para navegação, a utilização para comunicações, a utilização em repouso e a indisponibilidade por sessão — o tempo de contacto que uma sessão pediu e que nenhuma abertura serviu. Uma varredura exata de intervalos sobre os limites das janelas, de modo que janelas contíguas nunca disputam e nenhum segundo de abertura é contado duas vezes; os segundos de abertura de navegação, de comunicações e em repouso são acumulados independentemente e fecham face a apertures*horizon_s. O relatório indica a política resolvida, a sua definição completa e as definições de utilização e de indisponibilidade, porque um valor de utilização citado sem a sua política de arbitragem não é reprodutível. Aritmética de escalonamento MODELLED: não é contabilizado nenhum tempo de reorientação / resintonização / mudança quando uma abertura muda de serviço ou de sessão, nenhum volume de dados, estado de memória intermédia, orçamento de energia ou fecho de ligação entra na decisão, e as janelas de contacto são entradas — a sua geometria é aquilo que as produziu. Não é um produto de escalonamento de segmento terrestre.

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

Registo: MODELLED. Página completa, com os dados de entrada, os resultados, as evidências e as limitações: aperture-duty-cycle.

kshana scenarios/aperture-duty-cycle.toml

space-packet#

Enquadramento CCSDS 133.0-B Space Packet Protocol: codifica um fluxo sintético de pacotes TM/TC (cabeçalho primário de 6 octetos + campo de dados) e indica a descodificação do cabeçalho de cada pacote, o total de octetos e uma viagem de ida e volta codificação↔descodificação exata. Enquadramento determinístico com disposição exata de bits — a camada de interoperabilidade de formato de pacotes das agências; NÃO é uma certificação de aderência à norma (sem lógica de cabeçalho secundário/CRC/segmentação além dos indicadores).

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

Registo: VALIDATED. Página completa, com os dados de entrada, 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 todas OEM) e indica os seus segmentos/objetos/referenciais/intervalo de épocas, mais uma verificação de consistência da velocidade; sem entrada, faz a ida e volta de uma órbita de referência gerada e indica a fidelidade importação↔exportação. Verificação de ingestão estrutural/física MODELLED, NÃO uma validação da exatidão orbital da origem.

Campos obrigatórios: nenhum. Opcional: oem_text.

Registo: VALIDATED. Página completa, com os dados de entrada, os resultados, as evidências e as limitações: oem-interop.

kshana scenarios/oem-interop.toml