Автономит хиймэл дагуулууд: Сансрын судлаачдын бие даасан флот

• Зохиогчийн тухай:
• Зохиогчийн нэр

  Quantumrun Foresight
• Арванхоёрдугаар сар 23, 2022

Үзэл баримтлалын хураангуй

Жижиг хиймэл дагуулууд нь астероидыг хянахаас эхлээд мэдээлэл цуглуулах хүртэл асар их амжилтанд хүрсэн. Гэсэн хэдий ч төсвийн хязгаарлалт нэмэгдэж байгаа нь эрдэмтэд хиймэл дагуулын өөр өөр, зардал багатай шийдлүүд, тэр дундаа өөрийгөө удирдах, эрчим хүч хэмнэх зэрэг шийдлүүдийг эрэлхийлэхэд хүргэсэн. Автономит хиймэл дагуулыг хөгжүүлэх урт хугацааны үр дагаварт бусад гаригуудад илүү сайн хайгуул хийх, сансрын хог хаягдлыг үр дүнтэй удирдах зэрэг багтаж болно.

Автономит хиймэл дагуулын контекст

Нидерландад төвтэй Делфтийн Технологийн Их Сургуулийн судалгаагаар жижиг хиймэл дагуулууд нь ихэвчлэн 500 кг (кг) ба түүнээс бага жинтэй сансрын хөлөг гэж тодорхойлогддог. Эдгээр загварт мини хиймэл дагуул (100-500кг), микро хиймэл дагуул (10-100кг), наносателит (1-10 кг), пикосателлит (0.1-1 кг), фемтосателлит (0.01-0.1 кг) багтана. Бяцруулах технологийн дэвшлийн ачаар хиймэл дагуулын нислэгийн амжилтын түвшин нэмэгдсэн. Үүний үр дүнд олон их сургуулийн бүлгүүд, компаниуд, сансрын агентлагууд шинжлэх ухааны судалгаанд зориулж жижиг хиймэл дагуулын нислэг хийхийг санал болгож байна.

Гэсэн хэдий ч хэд хэдэн асуудал нь газрын станцаас жижиг хиймэл дагуулын ажиллагааг удирдахад хүндрэл учруулж болзошгүй юм. Эдгээр сорилтууд нь хязгаарлагдмал нөөцөөр олон сансрын хөлгийг нэгэн зэрэг хянах, хянах боломжтой цөөн эх үүсвэрээр даалгаврыг нэмэгдүүлэх, эдгээр номлолын багуудын хүч болон үйл ажиллагааны зардал зэрэг багтана. 

Эдгээр сорилтуудыг харгалзан эрдэмтэд автономит системд анхаарлаа хандуулж байна. Эдгээр системүүд нь радиометрийн ажиглалтын объектуудыг газар дээр нь хянах (үндсэндээ радио дохиогоор дамжуулан сансрын хөлгийн байрлал, хурдыг тооцоолох) дээр суурилдаг тул навигацийн системүүд бие даасан байдлаас хамгийн их ашиг тустай байх болно. Нэмж дурдахад, сансрын хөлгийг удирдах нь ихэвчлэн газрын станцаас илгээсэн тушаалаар хийгддэг бөгөөд ихэвчлэн саатал гардаг; Автономит системүүд ийм хязгаарлалтаас зайлсхийж, саад бэрхшээлд илүү хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх боломжтой.

Сөрөг нөлөө

Бие даасан байдал нь газрын үйл ажиллагаа эсвэл техник хангамжийг хамгийн бага ашиглах замаар номлолын зардлыг бууруулах эсвэл гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх боломжтой. Эсвэл сансар огторгуйг бие даан жолоодож, мэдээлэл цуглуулж чадвал сансрын хөлөг газар дээр суурилсан системээс илүү хурдан тодорхой ажлыг гүйцэтгэх боломжтой. Түүнчлэн, дээж цуглуулах зэрэг ажлыг зөвхөн бие даасан байдлаар, ялангуяа сансрын гүнд хийсэн судалгаанд хийж болно. 

Автономит навигацийг Deep Space 1, STARDUST, Deep Impact зэрэг хэд хэдэн гүн сансрын нислэгт ашигласан. Эдгээр хайгуулыг Тийрэлтэт хөдөлгүүрийн лабораторийн Автономит оптик систем (AutoNAV) болон АНУ-ын Үндэсний сансар судлалын агентлаг (НАСА) бүтээсэн SMART-1 дэмжсэн. Эдгээр номлолд голдуу оптик навигацийг ашигласан бөгөөд энэ нь мэдрэгч ашиглан сансрын хөлгийн байрлал, хурд болон бусад төлөвийг зорилтот биетэй холбоотой тооцоолдог.

Өөрөө удирдах хиймэл дагуулуудыг бие даасан, олон талт болгохын тулд хэд хэдэн туршилт хийгдэж байна. Жишээлбэл, 2022 онд АНУ-ын Тэнгисийн цэргийн судалгааны лаборатори ашиглалтаас хасагдсан хиймэл дагуулуудыг дэлхий рүү буцаан чиглүүлж, сансрын эмх замбараагүй байдлыг арилгах төлөвлөгөө боловсруулж эхэлжээ. Энэхүү саналд шинэ хиймэл дагуулуудыг нэг километр орчим урттай нимгэн "хүй"-ээр тоноглохыг санал болгож байна. Утасаар цахилгаан гүйдэл явуулснаар хиймэл дагуул санамсаргүй сүйрэхийн оронд өөрийн цахилгаан орон болон дэлхийн соронзон орныг ашиглан өөрийгөө доош чиглүүлж чадна.

Үүний зэрэгцээ, 2019 онд SpaceX-ийн Starlink хиймэл дагуулууд нь тойрог замд эргэлдэж буй бусад биетүүдтэй мөргөлдөхөөс зайлсхийх боломжтой анхны загварууд байв. SpaceX нь Starlink-ынхаа аль нэгнийх нь талаар сэрэмжлүүлэг хүлээн авмагц хиймэл дагуул руу мэдээлэл илгээж, цахилгаан түлхэгчээр дамжуулан зохих ёсоор зугтах болно.

Автономит хиймэл дагуулын үр дагавар

Автономит хиймэл дагуулын үр дагавар нь дараахь зүйлийг агуулж болно. 

• Ойролцоох гаригууд болон Сар руу хийх хайгуулын ажиллагаа нь хагас эсвэл бүрэн бие даасан байх нь ашиглалтын зардлыг бууруулдаг.
• Сансрын интернетийн хиймэл дагуулууд мөргөлдөхөөс зайлсхийх боломжтой бөгөөд энэ нь улам бүр нэмэгдэж буй дэлхийн тойрог замд (LEO) маш чухал юм.
• Их дээд сургуулиуд болон бусад олон нийтийн судалгааны байгууллагууд сансар огторгуйн мини хиймэл дагуулын судалгааг улам бага зардлаар хийх боломжтой болсон.
• Сансрын агентлагууд урт хугацааны хайгуул, колони байгуулахад туслах илүү бие даасан системийг хөгжүүлж байна.
• Хиймэл дагуулын мөргөлдөөнөөс үүссэн сансрын хог хаягдлын хэмжээг багасгах. Энэ хандлага нь орон зайн бохирдол, хог хаягдлыг багасгах боломжтой.
• Хиймэл дагуул дээр суурилсан дэлхийн ажиглалтын үр ашгийг дээшлүүлж, байгаль орчин, хотын өөрчлөлтийг бодит цагийн хяналт, удирдлагыг сайжруулсан.
• Дэлхийн харилцаа холбооны сүлжээн дэх найдвартай байдлыг сайжруулж, хоцролтыг бууруулж, ялангуяа алслагдсан болон үйлчилгээ муутай бүс нутгуудад ашигтай.
• Засгийн газрууд бие даасан хиймэл дагуулын хөдөлгөөнийг зохицуулах шинэ зохицуулалтын тогтолцоог баталж, аюулгүй, тогтвортой сансрын үйл ажиллагааг хангах.

Анхаарах асуултууд

• Өөрөө жолооддог хиймэл дагуул болон сансрын хөлгүүдийн өөр ямар ашиг тустай вэ?
• Энэ технологи нь сансрын нээлтүүдийг хэрхэн хурдасгах болно гэж та бодож байна вэ?