在執行太空任務時，準確掌握太空船的質量對於精確的任務規劃至關重要。雖然太空船的質量在發射前可以進行測量，但在發射後則不再那麼容易。從 Ansys Orbit Determination Tool Kit (ODTK) 軌道測量處理軟體 7.10 版本開始，您將能使用對已在軌衛星的追蹤測量資料，來估算衛星的質量以及在機動操作期間的質量損失。
當某個天體的重力影響太空船軌道時，地球與月球的質量 — 其大小與分布 — 都是已知的。對於太陽系中其他幾個主要天體，我們也已有相當可靠的質量估算。然而，這對於在太陽系中穿梭的眾多小行星來說則並非如此。所幸，ODTK 軟體能夠計算任何行星、衛星或小行星的質量估算修正值，進一步提升任務規劃的準確度。
衛星質量估算
雖然您應該記錄太空船在執行機動操作時因燃料燃燒或物體釋放所造成的質量損失，但這些紀錄會隨著影響剩餘質量的事件日益增加而產生不斷累積的不確定性。推進器可能：
- 燃燒燃料的速率與設計值略有差異。
- 效率可能比預期略高或略低。
- 執行機動操作的時間長度可能與原先計畫不同。
修正這些累積誤差有助於您更精確地預測軌道，並提供對剩餘任務可用燃料量的更準確估算。
可惜的是，您無法停在最近的行星上秤重，因此您需要一種在任務執行期間估算衛星質量的方法。從 ODTK 7.10 版本開始，這項功能已成為可能。
質量估算頗具挑戰，因為質量本身通常無法直接觀測 — 換句話說，它並不是唯一的未知參數。理論上，我們可以估算任何會影響軌道的參數，這些參數通常會影響太空船的加速度。例如，大氣阻力造成的加速度。只有在我們精確掌握大氣密度、阻力係數與迎風面積的情況下，才能夠將質量的估算獨立出來。特別是在任務初期，當各個元件尚未完成校準時，對阻力細節的掌握可能非常有限。更糟的是，目前我們對大氣密度的最佳模型仍具有相當大的不確定性。同樣的原理也適用於太陽輻射壓力造成的加速度，儘管在這個情況下我們不受大氣層的影響。請注意，這些加速度是具有已知方向的向量 — 分別與速度方向和太陽方向相反。因此，將這些方向上的加速度誤差進行分離，有助於我們估算太空船的質量。
如果影響太空船引擎的其他參數已相當明確，則也可以在機動操作期間進行質量估算。我們可以使用基於加速度的火箭方程式形式。由於我們可利用追蹤資料來估算機動操作期間的加速度，並且若已掌握良好的排氣速度資訊，就能進一步估算產生觀測到之加速度所需的質量流率。更準確的質量流率估算，將有助於更準確地估算機動操作期間的耗損質量，進而推估出整體太空船的質量。與阻力與 SRP 情況相同，推進所造成的加速度也是一個方向已知且具一定精確度的向量。
依據上述參數的準確程度，您可能會選擇在任意時刻估算衛星質量，或僅在執行機動操作期間進行估算。ODTK 軟體現在提供了這些選項，讓您依需求選擇。
質量流率與機動操作效能之間的關聯，提供了更強大的燃料使用量估算能力，進而能夠更準確地推估剩餘燃料質量。
估算行星、衛星與小行星的質量
ODTK 軟體從數個版本前就已支援質量估算功能，並可據此推算出相對應的重力吸引力。像 OSIRIS-REx 這類飛往此類天體的任務，通常在初期會使用對目的地重力模型不太準確的資料，因為小行星的質量往往尚未明確掌握。然而，要準確預測太空船的飛行軌跡，就必須對目標天體的質量有精確的估算。
用來計算太空船與目標天體之間重力的方法，通常會將重力常數與天體質量視為一個整體數值 (即 G*M，或 GM)。同樣地，這個力是一個方向已知的向量 — 朝向目標天體的質心。因此，觀測到的加速度與太空船軌道預測中朝向目標天體方向的加速度差異，可用來估算該天體 GM 值的修正量。
如需查看 ODTK 軟體 7.10 版本的所有新功能，請參閱版本說明。
