Ինքնավար արբանյակներ. տիեզերական հետազոտողների ինքնավար նավատորմ

• Հեղինակ:
• Հեղինակ անունը

  Quantumrun Հեռատեսություն
• Դեկտեմբերի 23, 2022

Insight ամփոփում

Փոքր արբանյակները հսկայական ձեռքբերումներ են գրանցել՝ սկսած աստերոիդների մոնիտորինգից մինչև տվյալների հավաքում: Այնուամենայնիվ, բյուջեի սահմանափակումների աճը գիտնականներին ստիպել է արբանյակների համար այլընտրանքային, ծախսարդյունավետ լուծումներ փնտրել, ներառյալ ինքնակառավարումը և էներգիայի խնայողությունը: Ինքնավար արբանյակների ստեղծման երկարաժամկետ հետևանքները կարող են ներառել ավելի լավ հետախուզական առաքելություններ դեպի այլ մոլորակներ և տիեզերական աղբի արդյունավետ կառավարում:

Ինքնավար արբանյակների համատեքստ

Նիդեռլանդներում գործող Դելֆտի տեխնոլոգիական համալսարանի ուսումնասիրության համաձայն՝ փոքր արբանյակները սովորաբար սահմանվում են որպես 500 կիլոգրամ (կգ) կամ պակաս զանգված ունեցող տիեզերանավեր: Այս մոդելները ներառում են մինի արբանյակներ (100-500 կգ), միկրոարբանյակներ (10-100 կգ), նանոարբանյակներ (1-10 կգ), պիկոսարբանյակներ (0.1-1 կգ) և ֆեմտոսարբանյակներ (0.01-0.1 կգ): Արբանյակային առաքելությունների հաջողության մակարդակն աճել է մանրանկարչության տեխնոլոգիայի առաջընթացի շնորհիվ: Արդյունքում, ավելի շատ համալսարանական խմբեր, ընկերություններ և տիեզերական գործակալություններ առաջարկում են փոքր արբանյակային առաքելություններ գիտական ​​հետազոտությունների համար:

Այնուամենայնիվ, մի քանի խնդիրներ կարող են դժվարացնել փոքր արբանյակային գործողությունների կառավարումը վերգետնյա կայանից: Այս մարտահրավերները ներառում են սահմանափակ ռեսուրսներով միաժամանակ մի քանի տիեզերանավերի հետևում, առաքելությունների ավելացում նույնիսկ ավելի քիչ հետագծման աղբյուրներով, և այս առաքելության թիմերի էներգիայի և գործառնական ծախսերը: 

Հաշվի առնելով այս մարտահրավերները՝ գիտնականները կենտրոնանում են ինքնավար համակարգերի վրա: Նավիգացիոն համակարգերը առավելագույնս կշահեն ինքնավարությունից, քանի որ այս համակարգերը ստեղծվել են ռադիոմետրիկ դիտելի առարկաների ցամաքային հետևելու վրա (հիմնականում գնահատելով տիեզերանավի դիրքն ու արագությունը ռադիոազդանշանների միջոցով): Բացի այդ, տիեզերանավի կառավարումը սովորաբար կատարվում է ցամաքային կայաններից ուղարկված հրամանների միջոցով, որոնք հաճախ ենթակա են ուշացումների. Ինքնավար համակարգերը կարող են խուսափել նման սահմանափակումներից և ավելի արագ արձագանքել խոչընդոտներին:

Խանգարող ազդեցություն

Ինքնավարությունը կարող է նվազեցնել առաքելության ծախսերը կամ բարձրացնել կատարողականը ցամաքային գործողությունների կամ սարքավորումների նվազագույն օգտագործման միջոցով: Որպես այլընտրանք, տիեզերանավը կարող է որոշակի առաջադրանք կատարել ավելի արագ, քան ցամաքային համակարգը, եթե այն կարողանա ինքնուրույն նավարկել տիեզերքում և տեղեկատվություն հավաքել: Բացի այդ, այնպիսի առաջադրանքներ, ինչպիսիք են նմուշների հավաքումը, կարող են իրականացվել միայն ինքնավարությամբ, հատկապես խորը տիեզերական հետազոտության ժամանակ: 

Ինքնավար նավարկությունը օգտագործվել է մի քանի խորը տիեզերական առաքելություններում, այդ թվում՝ Deep Space 1, STARDUST և Deep Impact: Այս հետախուզումներն իրականացվել են Ռեակտիվ Շարժման Լաբորատորիայի Ինքնավար Օպտիկական Համակարգի (AutoNAV) և SMART-1-ի կողմից, որը մշակվել է ԱՄՆ Օդագնացության և տիեզերական հետազոտությունների ազգային վարչության (NASA) կողմից: Այս առաքելությունները հիմնականում օգտագործում էին օպտիկական նավարկություն, որն օգտագործում է սենսորներ՝ հաշվարկելու տիեզերանավի դիրքը, արագությունը և թիրախային մարմինների հետ կապված այլ վիճակները:

Մի քանի փորձեր են կատարվում՝ ինքնակառավարվող արբանյակներն ավելի անկախ և բազմակողմանի դարձնելու համար: Օրինակ՝ 2022 թվականին ԱՄՆ-ի ռազմածովային հետազոտական ​​լաբորատորիան սկսեց մշակել մի ծրագիր, որը հնարավորություն կտա շահագործումից հանված արբանյակներին վերադառնալ դեպի Երկիր և մաքրել տիեզերական խառնաշփոթը: Առաջարկը առաջարկում է, որ նոր արբանյակները հագեցվեն բարակ «պորտալարերով»՝ մոտ մեկ կիլոմետր երկարությամբ: Լարի միջով էլեկտրական հոսանք անցկացնելով՝ արբանյակը կարող է օգտագործել իր էլեկտրական դաշտը և Երկրի մագնիսական դաշտը՝ պատահականորեն բախվելու փոխարեն ետ տանելու համար:

Մինչդեռ 2019-ին SpaceX-ի Starlink արբանյակներն առաջին արձակած մոդելներն էին, որոնք կարող էին ինքնուրույն խուսափել ուղեծրում գտնվող այլ օբյեկտների հետ բախումներից: Իր Starlinks-ից մեկի մասին ահազանգ ստանալուց հետո SpaceX-ն անմիջապես տեղեկությունը կուղարկի արբանյակին, որպեսզի այն կարողանա պատշաճ կերպով խուսափել էլեկտրական շարժիչների միջոցով:

Ինքնավար արբանյակների հետևանքները

Ինքնավար արբանյակների ավելի լայն հետևանքները կարող են ներառել. 

• Հետախուզական առաքելություններ դեպի մոտակա մոլորակներ և Լուսինը կիսա-կամ լիովին ինքնավար է, ինչը նվազեցնում է գործառնական ծախսերը:
• Տիեզերական ինտերնետ արբանյակները կարող են խուսափել բախումներից, ինչը կարևոր է Երկրի ցածրադիր ուղեծրի (LEO) ավելի ու ավելի մարդաշատ ուղեծրի համար:
• Համալսարանները և այլ հասարակական հետազոտական ​​կազմակերպությունները կարող են իրականացնել իրենց տիեզերական մինի արբանյակային հետազոտությունները գնալով ավելի ցածր գնով:
• Տիեզերական գործակալությունները մշակում են ավելի ինքնավար համակարգեր՝ աջակցելու երկարաժամկետ հետախուզումներին և գաղութների ստեղծմանը:
• Արբանյակների բախումից տիեզերական բեկորների քանակի նվազեցում: Այս միտումը կարող է նվազագույնի հասցնել տարածության աղտոտումը և թափոնները:
• Արբանյակային վրա հիմնված Երկրի դիտարկման արդյունավետության բարձրացում՝ բարելավելով իրական ժամանակի մոնիտորինգը և շրջակա միջավայրի և քաղաքային փոփոխությունների կառավարումը:
• Ընդլայնված հուսալիություն և կրճատված ուշացում գլոբալ կապի ցանցերում, հատկապես օգուտ տալով հեռավոր և անբավարար շրջաններին:
• Կառավարությունները ընդունում են նոր կարգավորող շրջանակներ՝ կառավարելու ինքնավար արբանյակների երթևեկությունը՝ ապահովելով անվտանգ և կայուն տիեզերական գործողություններ:

Հարցեր, որոնք պետք է հաշվի առնել

• Որո՞նք են ինքնակառավարվող արբանյակների և տիեզերանավերի այլ հնարավոր առավելությունները:
• Ի՞նչ եք կարծում, այս տեխնոլոգիան ինչպե՞ս է արագացնելու տիեզերական հայտնագործությունները: