Date of Award
6-2025
Document Type
Thesis
Degree Name
Master of Science in Space Science (MSSS)
Department
Physics
First Advisor
Dr. Aquib Moin
Abstract
Currently, there are thousands of man-made space objects that are orbiting the Earth. These satellites serve a host of essential purposes (scientific research, technical applications, services) and they are all required to remain within their mission parameters. Most critical for them is to maintain the orbital parameters that are specified to achieve a particular mission’s objectives. If a satellite deviates beyond a certain limit, there is not only a risk of mission failure but there is a major hazard for possible collisions with other objects such as active satellites, space debris and even natural objects in some cases. There is a population of satellites in the near-Earth Space which have reached their End-of-Life (EOL) and are no longer operational. Based on continuous monitoring, necessary measures could be taken to either remove these non-operational satellites from space or at least perform necessary maneuvers to avoid collisions. Within the framework of this project, a study of the dynamics of 3 non-functioning satellites in the Geosynchronous Earth Orbit (GEO) will be carried out. In order to do so, multi-station and multi-point observations of these satellites have been carried using a network of optical telescopes that has enabled us to acquire satellite positions and orbital parameters. The position data will be processed to propagate their orbits and predict the evolution of their trajectories as a function of time. This thesis uses rigorous astrodynamics formulations to improve orbit determination methods. While implementing orbital propagation, the physical effects of some of the external perturbing forces will also be studied. By bridging the gap between theoretical modeling and actual space operations, the incorporation of Python-based simulations enhances the research's practical relevance. This work will form the foundation of a larger-scale ecosystem to implement conjunction assessment, collision avoidance, space asset safety and sustainability. This project is being carried out in collaboration with the University of Texas at Austin – USA.
Arabic Abstract
الانتشار المداري متعدد النقاط والمحطات المتعددة للأقمار الصناعية المنجرفة غير الوظيفية المستقرة بالنسبة إلى الأرض
يوجد حاليًا آلاف الأجسام الفضائية من صنع الإنسان تدور حول الأرض. تخدم هذه الأقمار الصناعية مجموعة من الأغراض الأساسية (البحث العلمي، والتطبيقات التقنية، والخدمات)، وجميعها مُلزمة بالبقاء ضمن معايير مهمتها. أهمها هو الحفاظ على المعايير المدارية المحددة لتحقيق أهداف مهمة معينة. إذا انحرف قمر صناعي عن مساره بعد حد معين، فإن ذلك لا يقتصر على خطر فشل المهمة فحسب، بل يُشكل أيضًا خطرًا كبيرًا لاحتمالية الاصطدام بأجسام أخرى مثل الأقمار الصناعية النشطة والحطام الفضائي، وحتى الأجسام الطبيعية في بعض الحالات. هناك مجموعة من الأقمار الصناعية في الفضاء القريب من الأرض وصلت إلى نهاية عمرها التشغيلي (EOL) ولم تعد تعمل. بناءً على المراقبة المستمرة، يمكن اتخاذ التدابير اللازمة إما لإزالة هذه الأقمار الصناعية غير العاملة من الفضاء أو على الأقل إجراء المناورات اللازمة لتجنب الاصطدامات. في إطار هذا المشروع، سيتم إجراء دراسة لديناميكيات ثلاثة أقمار صناعية معطلة في المدار الأرضي المتزامن (GEO). ولتحقيق ذلك، أُجريت عمليات رصد متعددة المحطات والنقاط لهذه الأقمار الصناعية باستخدام شبكة من التلسكوبات البصرية التي مكنتنامن الحصول على مواقع الأقمار الصناعية والمعلمات المدارية. ستُعالَج بيانات الموقع لنشر مداراتها والتنبؤ بتطور مساراتها كدالة زمنية. تستخدم هذه الأطروحة صياغات دقيقة في ديناميكا الفضاء لتحسين أساليب تحديد المدار.أثناء تنفيذ الانتشار المداري، ستُدرَس أيضًا التأثيرات الفيزيائية لبعض القوى الخارجية المضطربة. من خلال سد الفجوة بين النمذجة النظرية والعمليات الفضائية الفعلية، يُعزز دمج عمليات المحاكاة القائمة على بايثون الأهمية العملية للبحث. سيشكل هذا العمل أساسًا لنظام بيئي أوسع نطاقًا لتنفيذ تقييم الاقتران وتجنب الاصطدام وسلامة الأصول الفضائية واستدامتها. يُنفَّذ هذا المشروع بالتعاون مع جامعة تكساس في أوستن - الولايات المتحدة الأمريكية.
Recommended Citation
Mitra, Hritik, "MULTI-POINT AND MULTI-STATION ORBIT PROPAGATION FOR NON-FUNCTIONAL DRIFTING GEO SATELLITES" (2025). Theses. 1325.
https://scholarworks.uaeu.ac.ae/all_theses/1325
