研究人员发布开源空间碎片模型

麻省理工学院天体动力学、空间机器人和控制实验室 （ARCLab） 在 12 月 14 日举行的 2023 年经济合作与发展组织 （OECD） 空间论坛研讨会上宣布发布麻省理工学院轨道容量评估工具 （MOCAT） 的公开测试版。MOCAT使用户能够对未来的长期空间环境进行建模，以了解空间碎片的增长情况，并评估碎片预防机制的有效性。

由于卫星部署激增，近地轨道拥堵加剧，碰撞和空间碎片扩散的风险是一个紧迫的问题。进行彻底的空间环境研究对于制定促进负责任和可持续利用空间资源的有效战略至关重要。

MOCAT在轨道建模工具中脱颖而出，因为它能够对单个物体、不同的参数、轨道特性、碎片场景和碰撞概率进行建模。MOCAT具有区分物体类别、概括参数和提供多保真度计算的能力，成为综合空间环境分析和管理的多功能而强大的工具。

MOCAT 旨在提供一种开源工具，使包括卫星运营商、监管机构和公众在内的利益相关者能够做出数据驱动的决策。在过去的几年里，ARCLab团队一直在开发这些模型，他们认识到缺乏进化建模工具的开源实施限制了利益相关者就帮助改善空间可持续性的行动达成共识的能力。此测试版旨在允许用户试用该工具并提供反馈以帮助指导进一步开发。

MOCAT的首席研究员、麻省理工学院航空航天学副教授理查德·利纳雷斯（Richard Linares）对该工具的潜在影响表示兴奋：“MOCAT代表了轨道容量评估的重大飞跃。通过开源和公开发布，我们希望让国际社会参与进来，促进我们对卫星轨道的理解，并为太空的可持续利用做出贡献。

MOCAT 由两个主要组件组成。MOCAT-MC通过单个轨迹模拟和蒙特卡罗参数分析来评估空间环境的演变，既提供了环境的高级整体视图，又提供了对单个空间物体演变的保真度分析。同时，MOCAT Source Sink Evolutionary Model （MOCAT-SSEM） 使用一种低保真度建模方法，可以在几秒到几分钟内在个人计算机上运行。MOCAT-MC 和 MOCAT-SSEM 可以通过 GitHub 单独访问。

MOCAT的初步开发得到了美国国防高级研究计划局（DARPA）和NASA技术与战略办公室的支持。

“我们很高兴能够支持这项开创性的轨道碎片建模工作及其创造的新知识，”华盛顿NASA总部技术、政策和战略办公室副主任Charity Weeden说。“这种开源建模工具是一种公共产品，它将促进空间可持续性，改善基于证据的政策分析，并帮助所有空间用户做出更好的决策。