Куантумрун

КРЕДИТ ЗА СЛИКУ:

иСтоцк

Аутономни сателити: Аутономна флота истраживача свемира

Научници истражују развој аутономне навигације у дубоком свемиру користећи мале сателите како би наставили да ефикасно истражују свемир.

Аутор:
ime аутора
Куантумрун Форесигхт
Декабрь 23, 2022

Сажетак увида

Мали сателити су направили огромна достигнућа, од праћења астероида до прикупљања података. Међутим, све већа ограничења буџета довела су до научника да траже алтернативна, исплатива решења за сателите, укључујући самоуправљање и уштеду енергије. Дугорочне импликације развоја аутономних сателита могле би укључити боље истраживачке мисије на друге планете и ефикасно управљање свемирским отпадом.

Контекст аутономних сателита

Према студији холандског Технолошког универзитета Делфт, мали сателити се обично дефинишу као свемирске летелице са масом од 500 килограма (кг) или мање. Ови модели укључују минисателити (100-500 кг), микросателити (10-100 кг), наносателити (1-10 кг), пикосателити (0.1-1 кг) и фемтосателити (0.01-0.1 кг). Стопа успеха сателитских мисија се повећала због напретка у технологији минијатуризације. Као резултат тога, све више универзитетских група, компанија и свемирских агенција предлаже мале сателитске мисије за научна истраживања.

Међутим, неколико проблема може отежати управљање малим сателитским операцијама са земаљске станице. Ови изазови укључују праћење више свемирских летелица истовремено са ограниченим ресурсима, повећање мисија са још мање доступних извора за праћење, као и трошкове енергије и оперативних трошкова за ове тимове мисије.

Имајући на уму ове изазове, научници се фокусирају на аутономне системе. Навигациони системи би имали највише користи од аутономије јер су ови системи успостављени на основу праћења радиометријских видљивих елемената на земљи (у суштини процењујући положај и брзину свемирске летелице путем радио сигнала). Поред тога, управљање свемирским бродом се обично врши преко команди послатих са земаљских станица, често подложне кашњењима; аутономни системи би могли да избегну таква ограничења и брже реагују на препреке.

Ометајући утицај

Аутономија има потенцијал да смањи трошкове мисије или повећа перформансе кроз минималну употребу земаљских операција или хардвера. Алтернативно, летелица може да обави одређени задатак брже од земаљског система ако може самостално да се креће у свемиру и прикупља информације. Такође, задаци као што је сакупљање узорака могу се постићи само аутономно, посебно у истраживању дубоког свемира.

Аутономна навигација је коришћена у неколико мисија дубоког свемира, укључујући Дееп Спаце 1, СТАРДУСТ и Дееп Импацт. Ова истраживања су подржали Аутономни оптички систем (АутоНАВ) Лабораторије за млазни погон и СМАРТ-1, који је развила Национална управа за аеронаутику и свемир (НАСА) САД. Ове мисије су првенствено користиле оптичку навигацију, која користи сензоре за израчунавање положаја, брзине и других стања свемирске летелице у односу на циљна тела.

Неколико експеримената је у току како би се самоуправљачки сателити учинили независнијим и свестранијим. На пример, 2022. године, америчка Лабораторија за поморска истраживања почела је да развија план који ће омогућити сателитима који су повучени из употребе да се врате на Земљу и очисте свемирски неред. Предлог предлаже да нови сателити буду опремљени танким „пупчаном врпцом“, дугачким око један километар. Проводећи електричну струју кроз кабл, сателит би тада могао да искористи своје електрично поље и Земљино магнетно поље да се врати назад уместо да се случајно сруши.

У међувремену, 2019. године, СпацеКс-ови Старлинк сателити били су први лансирани модели који могу аутономно да избегну сударе са другим орбиталним објектима. Након што прими упозорење за један од својих Старлинк-а, СпацеКс ће одмах послати информације сателиту како би могао на одговарајући начин да избегне преко електричних потисника.

Импликације аутономних сателита

Шире импликације аутономних сателита могу укључивати:

Истраживачке мисије на оближње планете и Месец су полу- или потпуно аутономне, смањујући оперативне трошкове.
Свемирски интернет сателити могу да избегну сударе, што је кључно за све већу гужву у ниској орбити Земље (ЛЕО).
Универзитети и друге јавне истраживачке организације могу да спроводе своја истраживања свемирских минисателита по све нижим трошковима.
Свемирске агенције развијају аутономније системе за подршку дугорочним истраживањима и успостављању колонија.
Смањивање количине свемирског отпада од судара сателита. Овај тренд може минимизирати контаминацију простора и отпад.
Повећана ефикасност у сателитском посматрању Земље, побољшавајући праћење у реалном времену и управљање еколошким и урбаним променама.
Повећана поузданост и смањена латенција у глобалним комуникационим мрежама, посебно у корист удаљених и недовољно опсервираних региона.
Владе усвајају нове регулаторне оквире за управљање саобраћајем аутономних сателита, осигуравајући безбедне и одрживе операције у свемиру.