Assessing and minimizing collisions in satellite mega-constellations
Publicat a:Advances In Space Research. 67 (11): 3755-3774 - 2021-06-01 67(11), DOI: 10.1016/j.asr.2021.01.010
Autors: Reiland N; Rosengren AJ; Malhotra R; Bombardelli C
Afiliacions
Resum
© 2021 We aim to provide satellite operators and researchers with an efficient means for evaluating and mitigating collision risk during the design process of mega-constellations. We first introduce a novel algorithm for conjunction prediction that relies on large-scale numerical simulations and uses a sequence of filters to greatly reduce its computational expense. We then use this brute-force algorithm to establish baselines of endogenous (intra-constellation), or self-induced, conjunction events for the FCC-reported designs of the OneWeb LEO and SpaceX Starlink mega-constellations. We demonstrate how these deterministic results can be used to validate more computationally efficient, stochastic techniques for close-encounter prediction by adopting a new probabilistic approach from Solar-System dynamics as a simple test case. Finally, we show how our methodology can be applied during the design phase of large constellations by investigating Minimum Space Occupancy (MiSO) orbits, a generalization of classical frozen orbits that holistically account for the perturbed-Keplerian dynamics of the Earth-satellite-Moon-Sun system. The results indicate that the adoption of MiSO orbital configurations of the proposed mega-constellations can significantly reduce the risk of endogenous collisions with nearly indistinguishable adjustments to the nominal orbital elements of the constellation satellites.
Paraules clau
Indicis de qualitat
Impacte bibliomètric. Anàlisi de la contribució i canal de difusió
El treball ha estat publicat a la revista Advances In Space Research a causa de la seva progressió i el bon impacte que ha aconseguit en els últims anys, segons l'agència WoS (JCR), s'ha convertit en una referència en el seu camp. A l'any de publicació del treball, 2021, es trobava a la posició 10/34, aconseguint així situar-se com a revista Q2 (Segundo Cuartil), en la categoria Engineering, Aerospace. Destacable, igualment, el fet que la revista està posicionada en el Cuartil Q2 para la agencia Scopus (SJR) en la categoría Earth and Planetary Sciences (Miscellaneous).
Des d'una perspectiva relativa, i atenent a l'indicador de impacte normalitzat calculat a partir de les Citacions Mundials de Scopus Elsevier, proporciona un valor per a la mitjana Ponderada de l'Impacte Normalitzat de l'agència Scopus: 2.11, el que indica que, comparat amb treballs en la mateixa disciplina i en el mateix any de publicació, el situa com un treball citat per sobre de la mitjana. (font consultada: ESI 14 Nov 2024)
Aquesta informació es reforça amb altres indicadors del mateix tipus, que encara que dinàmics en el temps i dependents del conjunt de citacions mitjanes mundials en el moment del seu càlcul, coincideixen a posicionar en algun moment el treball, entre el 50% més citats dins de la seva temàtica:
- Field Citation Ratio (FCR) de la font Dimensions: 8.78 (font consultada: Dimensions Jul 2025)
Concretament, i atenent a les diferents agències d'indexació, aquest treball ha acumulat, fins a la data 2025-07-29, el següent nombre de cites:
- WoS: 8
- Scopus: 31
- Google Scholar: 8
Impacte i visibilitat social
Anàlisi del lideratge dels autors institucionals
Aquest treball s'ha realitzat amb col·laboració internacional, concretament amb investigadors de: United States of America.
Hi ha un lideratge significatiu, ja que alguns dels autors pertanyents a la institució apareixen com a primer o últim signant, es pot apreciar en el detall: Últim Autor (BOMBARDELLI, CLAUDIO).