美国将发射STARE光学纳卫星改善太空监视网

　　中新网7月12日电 据中国国防科技信息网报道，美国国家侦察办公室(NRO)计划于10月发射2颗“用于星历精调的天基望远镜”(STARE)。

　　STARE是美国国家侦察办公室的太空态势感知(SSA)纳卫星项目，由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)领导实施，参与机构还包括波音公司、海军研究生学校(NPS)、德州农工大学(TAMU)。LLNL负责提供有效载荷，即用于捕获卫星星迹；波音公司负责提供“集群”-2卫星平台(C2B)；海军研究生学校与德州农工大学负责将该有效载荷集成到C2B上。

　　STARE项目分为三个阶段。第一阶段(技术演示验证阶段)将研发并部署3颗“探路者”立方体卫星，在480X780千米、倾角60°的低地球轨道内，利用光学有效载荷对空间目标进行成像，演示验证“纳卫星在精确确定选定目标轨道参数以避免空间碰撞”的技术可行性。第二阶段即任务演示验证阶段，将再发射5颗卫星进行任务验证。星座部署完毕之后，在第三阶段即运行阶段将把星座转交新用户，潜在用户可能是军方、政府或私营部门。

　　首颗技术验证卫星STARE-A纳卫星已于2012年9月发射升空。

　　STARE卫星采用波音公司为NRO建造的C2B卫星平台。一个C2B就是一颗纳卫星(3U立方体卫星构型)，包括无线电、电池、姿态控制单元、太阳帆板以及其他零部件部件。C2B结构使用两个可展开的横向太阳帆板，还有两个独立的轴向太阳帆板。

　　为了执行空间态势感任务，STARE卫星将使用与中程空间实验(MSX)任务中“天基可见光”(SBV)望远镜和国防部“天基空间监视”(SBSS)任务相同的恒星跟踪模式。STARE卫星将指向恒星，以之为参照点。恒星总是处于固定位置，而卫星和轨道碎片则是快速运动。

　　光学有效载荷由LLNL设计开发。该仪器在C2B容积内大约占据1.5U的位置。这个光学跟踪有效载荷旨在捕获小型轨道目标图像，对目标轨道相关数据进行预处理，并通过通信系统将数据送往地面站。该光学有效载荷由一台修正反光卡塞格林望远镜及其镜头上的一个CMOS成像仪组成。STARE望远镜的独特之处在于，在10立方厘米的空间获得最小畸变的宽视场。

　　地面段移动立方体卫星的指挥与控制(MC3)系统对C2B项目提供地面支持。MC3最初用于支持“集群”-1的地面站，经过升级后，将支持C2B任务。MC3地面站使用商业现货供应的设备，与政府现货供应的软件一起，形成低成本、易操作的地面站，专门支持C2B纳卫星。

　　STARE任务的运行方案是：①利用空军太空司令部目录实施关联分析的基础上，观测及预测将接近太空资产的目标；②向地面传输观测图像和观测位置；③细化太空目标的轨道参数，以减少位置评估的不确定性，提高关联分析的精确度；④告知太空资产运行者极可能发生的碰撞；⑤将太空资产转移到安全轨道内。

　　由于STARE卫星增加了灵活性和机动性，因而可以利用更好的关联分析，提高可信度，确保对可能发生的事故进行预防。STARE卫星(以及最终形成的星座)还具有拍摄轨道碎片的能力，还将对“太空监测网络”和“联合太空运行中心”(JSpOC)的关联分析发挥作用，进行关联分析。其他工具，如LLNL研发了“用于太空态势感知的测试台环境”(TESSA)超级计算机，可提供更高保真的低地球环境下轨道碎片模型。

　　STARE是卫星星座中的探路者任务，该星座将提供关于地球轨道内卫星和碎片的精细轨道信息。这些“太空交通摄像头”将大大降低虚假碰撞警告的数量，使卫星运营商在其资产处于真正危险时能够采取措施。自2008年开始，LLNL深入参与了太空态势感知项目，开始实施大规模计算机仿真工作TESSA ，其主要目的是提高对太空监视网的性能分析。尽管TESSA尚未完成，但它已经产生了一些重要结论。其中最重要的发现是：为太空监视网增加一组辅助传感器，能够大大减少密切关联预测的数量。

　　太空监视网专用卫星部署在轨道上，不但不会出现因大气湍流造成的图像降级问题，而且因为卫星很靠近目标，可以使用更小孔径的光学望远镜。另外，随着装备和发射3U立方星的成本降低，部署大型立方星星座将不会成为很大的经济负担。 (许红英 陈菲)