成群的小衛星能夠相互通信，從多個(gè)角度收集一天或一年中不同時(shí)間的重要天氣模式數據。結合機器學(xué)習算法，衛星集群有望徹底改變科學(xué)家對天氣和氣候變化的理解。比如 NASA 工程師 Sabrina Thompson 正在開(kāi)發(fā)的新軟件，就致力于讓小型航天器或小衛星能夠互通、識別高價(jià)值觀(guān)測目標，或通過(guò)協(xié)調姿態(tài)和時(shí)間、以獲得同一目標的不同視圖。

　　在馬里蘭州 NASA 戈達德太空飛行中心工作的 Sabrina Thompson 表示：

　　我們已經(jīng)知道在一年中的某些時(shí)候，吹向亞馬遜雨林的撒哈拉塵埃，會(huì )影響大西洋上空的云層形成。

　　那我們又該如何記錄下該云層，以及如何讓一大群衛星在特定地區、以及一天中的哪個(gè)時(shí)間來(lái)觀(guān)察這種現象呢?

　　據其所述，科學(xué)家們將為此類(lèi)觀(guān)測建立一套要求、并對高價(jià)值的目標進(jìn)行定義。然后軟件將接管操作，讓航天器集群能夠知曉相對于彼此的移動(dòng)，以更好地觀(guān)察特定目標。

　　這套策略可能根據一天中的時(shí)間、季節、或所觀(guān)察的區域而變化。隨著(zhù)時(shí)間的推移，航天器還可記住機器學(xué)習方案，來(lái)改進(jìn)其觀(guān)察策略。

基于軌道高度調整的雙衛星追及方法

　　目前 NASA 研究團隊正在考慮多種類(lèi)型的衛星集群配置，一種是讓一群衛星處于不同的軌道上，以使之能夠從不同的角度觀(guān)察云或其它現象。另一種是借助相似的視角、但在一天中的不同時(shí)間來(lái)觀(guān)察同一對象。

　　第三種是結合上述兩套方案，讓其中一些衛星處于同一軌道、但彼此間有一些時(shí)間上的偏移，而其它衛星可能位于不同高度和 / 或傾角的軌道上。

　　盡管衛星集群留在了同一軌道內，但單個(gè)航天器甚至能夠利用一套被稱(chēng)作“差分阻力控制”的方案(基于地球大氣對軌道飛行器的阻力)，來(lái)控制每個(gè)航天器相對于集群中其它航天器的時(shí)間間隔。

　　據悉，執行這套方案的時(shí)機，取決于航天器的質(zhì)量、面積、以及軌道高度 —— 短則幾天幾小時(shí)、多則長(cháng)達一年。

小衛星和可與一群具有窄角度、高分辨率的類(lèi)似航天器編組使用

　　Sabrina Thompson 舉例稱(chēng)：

　　通過(guò)將多個(gè)航天器編制成出一套隊形來(lái)觀(guān)察同一目標，你不僅可以從頂部看到云、還可從側面觀(guān)察它。

　　而在不同的編隊中，你又可以通過(guò)在不同時(shí)間經(jīng)過(guò)的多個(gè)小衛星，看到處于其生命周期中不同階段的云。

　　此前通過(guò)與 UMBC 教授 Jose Vanderlei Martins 的合作，Sabrina Thompson 團隊協(xié)助開(kāi)發(fā)了一年多前從國際空間站(ISS)投送的 HARP 迷你衛星。

　　該儀器的更新型號被稱(chēng)作 HARP2，其定于 2023 年投入使用，以執行幫助科學(xué)家深入了解浮游生物、氣溶膠、云、以及海洋生態(tài)系統的任務(wù)(簡(jiǎn)稱(chēng) PACE)。
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