This study investigates methods for assessing threats in space. Space services are crucial to both civilian and military capabilities, and a loss of such systems could have severe consequences. Space systems are exposed to various types of threats. To ensure the benefits of space-based applications, protect space assets, improve security, and maintain the space environment, it is crucial to assess threats in space. This thesis focuses on co-orbital antagonistic threats arising from satellites that are capable of performing precision manoeuvres. These satellites could either perform physical attacks or perform operations such as inspection, eavesdropping, or disruption on other satellites. Lambert's problem can be utilised for calculating orbital transfers. By solving the problem iteratively over a range of values of when the transfer is executed and the transfer time, it is possible to detect when a transfer is feasible. This can be used to assess when a satellite can pose a threat to a target. The calculations of orbital transfers are improved by the implementation of a genetic algorithm. The algorithm can solve for both direct transfers to the target and transfers using multiple impulses. Furthermore, a genetic algorithm, called NSGA-II, which can handle multiple objective functions is also analysed. The implemented methods show the potential of being employed to assess threats, especially for direct transfers where a single impulse is executed to transfer to a target. In this case, it is possible to identify threats based on the satellite's $\Delta v$ budget. However, when additional impulses are introduced it becomes more complicated. It is more difficult to estimate when an attack is more likely to commence. The implemented methods show potential, but further research is required in order to develop a robust method to assess co-orbital threats. The conducted analysis has highlighted a few aspects that are crucial for assessing co-orbital threats. Information about the $\Delta v$ budget of the satellite that potentially could pose a threat must be available. Furthermore, space surveillance and tracking capabilities are essential to detect orbital changes, which can be vital to perform counter-operations in the event of an attack / Denna studie undersöker metoder för hotbedöming i rymden. Rymdtjänster är av avgörande betydelse för både civila och militära förmågor och förlusten av sådana system kan leda till allvarliga konsekvenser. Rymdsystem är utsatta för olika typer av hot. För att säkerställa fördelarna med rymdbaserade tillämpningar, skydda rymdresurser, förbättra säkerheten och bevara rymdmiljön är det viktigt att bedöma hot i rymden. Detta examensarbete fokuserar på hot från precisionsmanövrerande satelliter som antingen kan genomföra fysiska attacker eller utföra operationer såsom inspektion, avlyssning eller störning av en annan satellit. Lamberts problem kan användas för att beräkna banmanövrar. Genom att lösa problemet iterativt över olika värden för när manöverna utförs och flygtiden är det möjligt att fastställa när en manöver är genomförbar. Detta kan användas för att bedöma när en satellit kan utgöra ett hot mot en målsatellit. Beräkningarna av banmanövrar förbättras genom implementeringen av en genetisk algoritm. Algoritmen kan lösa både direkta manövrar till målet och manövrar med flera impulser. Dessutom analyseras en genetisk algoritm, kallad NSGA-II, som kan hantera flera målfunktioner. De implementerade metoderna visar potential för att kunna användas för hotbedömning, särskilt för direkta manövrar där en enda impuls används för att ändra banan till målet. I detta fall är det möjligt att identifiera hot baserat på satellitens $\Delta v$-budget. Däremot blir det mer komplicerat när ytterligare impulser introduceras. Det blir svårare att bedöma när en attack sannolikt inleds. De implementerade metoderna visar potential, men ytterligare forskning krävs för att utveckla en robust metod för att bedöma hot från precisionsmanövrerande satelliter. Den genomförda analysen har framhävt några aspekter som är av avgörande betydelse för att utföra en hotbedömning. Information om satellitens $\Delta v$-budget som potentiellt kan utgöra ett hot måste vara tillgänglig. Dessutom är inmätning och övervakningsförmåga av satelliter avgörande för att upptäcka banförändringar, vilket kan vara kritiskt vid genomförande av motåtgärder i händelse av en attack.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-340426 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Dahlman, Mathias |
| Publisher | KTH, Lättkonstruktioner, marina system, flyg- och rymdteknik, rörelsemekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2023:267 |
Page generated in 0.0021 seconds