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Otimizando o Rastreamento de Objetos em LEO com Geometria Estocástica

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A manutenção de catálogos de objetos espaciais, especialmente aqueles em órbita baixa da Terra (LEO), representa um desafio significativo para a comunidade espacial devido ao número limitado de sensores terrestres disponíveis. Um artigo recente disponível no arXiv (arXiv:2507.00076) aborda essa questão apresentando uma metodologia inovadora para o direcionamento ideal de sensores terrestres, visando o rastreamento e a vigilância de objetos em LEO de forma invariante no tempo.

A metodologia proposta pelos autores Partha Chowdhury e colaboradores utiliza conceitos da geometria estocástica, em particular o processo de Poisson pontual. O objetivo central é maximizar o número esperado de objetos espaciais observados por um conjunto limitado de estações terrestres. Ao empregar essa abordagem matemática, o estudo fornece uma estrutura sistemática para compreender os padrões de visibilidade e aumentar a eficiência no rastreamento simultâneo de múltiplos objetos.

O trabalho detalha um problema de otimização projetado para maximizar o número esperado de objetos espaciais observados dentro do volume de sobreposição de múltiplos sensores terrestres. Essa abordagem não apenas melhora a eficiência dos sistemas de rastreamento, mas também reduz significativamente a complexidade computacional, posicionando-a como uma solução promissora para futuras iniciativas de Consciência Situacional Espacial (SSA - Space Situational Awareness).

Os resultados apresentados no artigo oferecem insights cruciais sobre a eficácia da modelagem e das estratégias de otimização propostas para alcançar uma cobertura abrangente da população de satélites. A análise explora a distribuição de satélites visíveis e o desempenho da rede de sensores, comparando a distribuição a uma distribuição de probabilidade de Poisson para avaliar sua adequação na modelagem da visibilidade de satélites em diferentes regiões geográficas. Subsequentemente, a capacidade da rede de sensores de maximizar o número esperado de objetos observados é avaliada empregando técnicas avançadas de otimização, com foco nos ângulos de azimute e elevação para sensores terrestres.

Em suma, a abordagem contribui para tomadas de decisão mais informadas em operações espaciais, apoiando os esforços para manter a segurança e a sustentabilidade em LEO. Este trabalho foi aceito e apresentado na 35ª AAS/AIAA Space Flight Mechanics Meeting, realizada em Kaua'i, Havaí, em 2025.

Fonte: https://arxiv.org/pdf/2507.00076

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