美空军计划开展地月监测、在轨卫星服务的先期研究

“太空大学研究倡议”（SURI）计划由空军研究实验室下属的空军科学研究办公室（AFOSR）管理，旨在将所谓的6.1基础研究与6.2先期应用研究相结合。2021年3月，该实验室发布了“太空大学研究倡议”首批资助项目公告，主要关注太空后勤与机动、太空域态势感知（SDA）这两个领域，每个项目每年最高100万美元，周期为3-5年。

空军研究实验室主任布林格透露，“太空大学研究倡议”将作为试点，旨在将“高风险、高回报的科学理念”转化为“应用技术和预先技术开发”，将能够在学术界和军事界之间创造协同效应。

2 太空后勤与机动

太空后勤与机动项目获胜者为卡内基梅隆大学团队（包括新墨西哥大学和诺斯罗普·格鲁曼公司），将打破“发射一次，使用一次”的传统太空利用范式。该团队的最终目标是为在轨服务、在轨组装和在轨制造开展“基础和应用研究”，这些研究的技术成果可以转移到空军研究实验室的航天器部和诺斯罗普·格鲁曼公司。诺斯罗普·格鲁曼公司一直十分关注该领域发展，包括轨道碎片清除，这也是美太空军感兴趣的领域。

这项研究主要包括3个领域：一是“智能在轨检查”，可掌握航天器的健康状态，并利用基于机器学习和人工智能的“机器视觉”来检测航天器外部的异常情况，并确定航天器的哪个部位可以实施对接。

二是“灵巧地球维护”，将同时使用硬机器人和软机器人概念，对航天器进行在轨机械维修、更换、增强，实现在轨加油等。美太空军对在轨机动“非常感兴趣”，将之视为“关键核心竞争力之一”。

三是在轨制造，将使用3D打印等技术，增强在轨能力。

3 太空域感知（SDA）

美空军研究实验室目标是识别出可实现创新性太空域感知应用（传感器与测量策略、数据融合、自主）的基础研究，找到提高太空物体监测和跟踪能力的方法，并找出如何在地球轨道以外的超远距离寻找和跟踪航天器与碎片及流星体等其他物体的方法，例如地月空间。

获得资助的提案名为“复杂情况下太空物体理解和侦察”（SOURCE），由布法罗大学、宾夕法尼亚州立大学、佐治亚理工学院、麻省理工学院、普渡大学等联合提出。SOURCE的主要目标是开发一个可扩展的框架，能够将来自许多不同来源的数据与轨道动力学模型进行融合，以增强太空域感知，并将这些功能扩展到地球同步轨道以外（X-GEO）的空间。

X-GEO是指地球静止轨道（GEO）以外的巨大外层空间，地球静止轨道距地球约36000千米，是距离地球最远的轨道，通常驻有通信卫星。太空军非常重视将其未来能力扩展到地球同步轨道以外、月球空间以及月球和火星之间的区域。

美空军研究实验室、SOURCE 研究小组将与太空军进行密切合作，如负责美军太空监测和跟踪网络的第18太空控制中队，以及太空系统司令部。

研究人员将通过理论和实验研究的方法试图寻求回答9个相关的问题。例如如何将地月空间与地球静止轨道的飞行轨迹进行交互，X-GEO中表示轨迹所需的适当数据结构，如何设计包含无源传感器的天基传感平台，使其能够覆盖地月空间。