స్వయంప్రతిపత్త ఉపగ్రహాలు: అంతరిక్ష అన్వేషకుల స్వయంప్రతిపత్తి కలిగిన నౌకాదళం

• రచయిత గురించి:
• రచయిత పేరు

  క్వాంటమ్రన్ దూరదృష్టి
• డిసెంబర్ 23, 2022

అంతర్దృష్టి సారాంశం

చిన్న ఉపగ్రహాలు గ్రహశకలం పర్యవేక్షణ నుండి డేటా సేకరణ వరకు అద్భుతమైన విజయాలు సాధించాయి. అయినప్పటికీ, పెరుగుతున్న బడ్జెట్ నియంత్రణలు స్వీయ-స్టీరింగ్ మరియు శక్తి పొదుపుతో సహా ఉపగ్రహాల కోసం ప్రత్యామ్నాయ, ఖర్చు-సమర్థవంతమైన పరిష్కారాలను వెతకడానికి శాస్త్రవేత్తలను దారితీశాయి. స్వయంప్రతిపత్త ఉపగ్రహాలను అభివృద్ధి చేయడంలో దీర్ఘకాలిక చిక్కులు ఇతర గ్రహాలకు మెరుగైన అన్వేషణాత్మక మిషన్‌లు మరియు అంతరిక్ష వ్యర్థాలను సమర్థవంతంగా నిర్వహించగలవు.

స్వయంప్రతిపత్త ఉపగ్రహాల సందర్భం

నెదర్లాండ్స్‌కు చెందిన డెల్ఫ్ట్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీ అధ్యయనం ప్రకారం, చిన్న ఉపగ్రహాలు సాధారణంగా 500 కిలోగ్రాములు (కిలోలు) లేదా అంతకంటే తక్కువ బరువున్న అంతరిక్ష నౌకగా నిర్వచించబడ్డాయి. ఈ నమూనాలలో చిన్న ఉపగ్రహాలు (100-500kg), మైక్రోసాటిలైట్‌లు (10-100kg), నానోశాటిలైట్‌లు (1-10 kg), పికోసాటిలైట్‌లు (0.1-1 kg), మరియు ఫెమ్టోసాటిలైట్‌లు (0.01-0.1 kg) ఉన్నాయి. సూక్ష్మీకరణ సాంకేతికతలో పురోగతి కారణంగా ఉపగ్రహ మిషన్ల విజయవంతమైన రేటు పెరిగింది. ఫలితంగా, మరిన్ని విశ్వవిద్యాలయ సమూహాలు, కంపెనీలు మరియు అంతరిక్ష సంస్థలు శాస్త్రీయ పరిశోధన కోసం చిన్న ఉపగ్రహ మిషన్‌లను ప్రతిపాదిస్తున్నాయి.

అయినప్పటికీ, అనేక సమస్యలు గ్రౌండ్ స్టేషన్ నుండి చిన్న ఉపగ్రహ కార్యకలాపాలను నిర్వహించడం కష్టతరం చేస్తాయి. ఈ సవాళ్లలో పరిమిత వనరులతో ఏకకాలంలో బహుళ అంతరిక్ష నౌకలను ట్రాక్ చేయడం, అందుబాటులో ఉన్న తక్కువ ట్రాకింగ్ మూలాలతో మిషన్‌లను పెంచడం మరియు ఈ మిషన్ బృందాలకు శక్తి మరియు కార్యాచరణ ఖర్చులు ఉన్నాయి. 

ఈ సవాళ్లను దృష్టిలో ఉంచుకుని శాస్త్రవేత్తలు స్వయంప్రతిపత్త వ్యవస్థలపై దృష్టి సారిస్తున్నారు. నావిగేషన్ సిస్టమ్‌లు స్వయంప్రతిపత్తి నుండి ఎక్కువ ప్రయోజనం పొందుతాయి, ఎందుకంటే ఈ వ్యవస్థలు రేడియోమెట్రిక్ పరిశీలనల యొక్క గ్రౌండ్-ఆధారిత ట్రాకింగ్‌పై స్థాపించబడ్డాయి (ముఖ్యంగా రేడియో సిగ్నల్‌ల ద్వారా అంతరిక్ష నౌక యొక్క స్థానం మరియు వేగాన్ని అంచనా వేయడం). అదనంగా, స్పేస్‌క్రాఫ్ట్‌ను నియంత్రించడం సాధారణంగా గ్రౌండ్ స్టేషన్‌ల నుండి పంపబడిన ఆదేశాల ద్వారా జరుగుతుంది, తరచుగా ఆలస్యం అవుతుంది; స్వయంప్రతిపత్త వ్యవస్థలు అటువంటి పరిమితులను నివారించగలవు మరియు అడ్డంకులకు మరింత వేగంగా ప్రతిస్పందిస్తాయి.

విఘాతం కలిగించే ప్రభావం

స్వయంప్రతిపత్తి మిషన్ ఖర్చులను తగ్గించడానికి లేదా గ్రౌండ్ కార్యకలాపాలు లేదా హార్డ్‌వేర్ యొక్క కనీస వినియోగం ద్వారా పనితీరును పెంచే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ప్రత్యామ్నాయంగా, స్పేస్‌క్రాఫ్ట్ స్వతంత్రంగా స్పేస్‌ను నావిగేట్ చేయగలిగితే మరియు సమాచారాన్ని సేకరించగలిగితే భూమి ఆధారిత వ్యవస్థ కంటే వేగంగా నిర్దిష్ట పనిని చేయగలదు. అలాగే, నమూనాలను సేకరించడం వంటి పనులు స్వయంప్రతిపత్తితో మాత్రమే సాధించబడతాయి, ముఖ్యంగా లోతైన-అంతరిక్ష పరిశోధనలో. 

డీప్ స్పేస్ 1, స్టార్‌డస్ట్ మరియు డీప్ ఇంపాక్ట్‌తో సహా అనేక డీప్ స్పేస్ మిషన్‌లలో అటానమస్ నావిగేషన్ ఉపయోగించబడింది. ఈ అన్వేషణలకు US నేషనల్ ఏరోనాటిక్స్ అండ్ స్పేస్ అడ్మినిస్ట్రేషన్ (NASA) చే అభివృద్ధి చేయబడిన జెట్ ప్రొపల్షన్ లాబొరేటరీ యొక్క అటానమస్ ఆప్టికల్ సిస్టమ్ (AutoNAV) మరియు SMART-1 ద్వారా మద్దతు లభించింది. ఈ మిషన్లు ప్రధానంగా ఆప్టికల్ నావిగేషన్‌ను ఉపయోగించాయి, ఇది అంతరిక్ష నౌక యొక్క స్థానం, వేగం మరియు లక్ష్య శరీరాలకు సంబంధించి ఇతర స్థితులను లెక్కించడానికి సెన్సార్‌లను ఉపయోగిస్తుంది.

స్వీయ-స్టీరింగ్ ఉపగ్రహాలను మరింత స్వతంత్రంగా మరియు బహుముఖంగా చేయడానికి అనేక ప్రయోగాలు జరుగుతున్నాయి. ఉదాహరణకు, 2022లో, US నావల్ రీసెర్చ్ లాబొరేటరీ డికమిషన్ చేయబడిన ఉపగ్రహాలను భూమికి తిరిగి వెళ్లేలా మరియు అంతరిక్ష అయోమయాన్ని క్లియర్ చేయడానికి ఒక ప్రణాళికను అభివృద్ధి చేయడం ప్రారంభించింది. కొత్త ఉపగ్రహాలు ఒక కిలోమీటరు పొడవున్న సన్నని "బొడ్డు తాడులతో" అమర్చబడి ఉండాలని ప్రతిపాదన సూచిస్తుంది. త్రాడు ద్వారా విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని నడపడం ద్వారా, ఉపగ్రహం దాని విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని మరియు భూమి యొక్క అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించుకుని ప్రమాదవశాత్తు క్రాష్ కాకుండా వెనుకకు మార్గనిర్దేశం చేస్తుంది.

ఇంతలో, 2019 లో, SpaceX యొక్క స్టార్‌లింక్ ఉపగ్రహాలు ప్రారంభించిన మొదటి నమూనాలు, ఇవి ఇతర కక్ష్యలో ఉన్న వస్తువులతో ఘర్షణలను స్వయంప్రతిపత్తిగా నివారించగలవు. దాని స్టార్‌లింక్‌లలో ఒకదాని కోసం హెచ్చరికను స్వీకరించిన తర్వాత, SpaceX వెంటనే సమాచారాన్ని ఉపగ్రహానికి పంపుతుంది, తద్వారా అది ఎలక్ట్రిక్ థ్రస్టర్‌ల ద్వారా తగిన విధంగా తప్పించుకోగలదు.

స్వయంప్రతిపత్త ఉపగ్రహాల చిక్కులు

స్వయంప్రతిపత్త ఉపగ్రహాల విస్తృత చిక్కులు వీటిని కలిగి ఉండవచ్చు: 

• సమీపంలోని గ్రహాలు మరియు చంద్రునికి అన్వేషణాత్మక మిషన్లు సెమీ లేదా పూర్తిగా స్వయంప్రతిపత్తి కలిగి ఉండటం వలన కార్యాచరణ ఖర్చులు తగ్గుతాయి.
• అంతరిక్ష ఇంటర్నెట్ ఉపగ్రహాలు ఘర్షణలను నివారించగలవు, ఇది పెరుగుతున్న రద్దీగా ఉండే తక్కువ-భూమి కక్ష్య (LEO)కి కీలకమైనది.
• విశ్వవిద్యాలయాలు మరియు ఇతర పబ్లిక్ రీసెర్చ్ సంస్థలు తమ అంతరిక్ష సూక్ష్మ ఉపగ్రహ అన్వేషణలను తక్కువ ఖర్చుతో నిర్వహించగలుగుతున్నాయి.
• దీర్ఘకాలిక అన్వేషణలు మరియు కాలనీ స్థాపనకు మద్దతివ్వడానికి స్పేస్ ఏజెన్సీలు మరింత స్వయంప్రతిపత్త వ్యవస్థలను అభివృద్ధి చేస్తున్నాయి.
• శాటిలైట్ ఢీకొనడం వల్ల అంతరిక్ష వ్యర్థాల మొత్తాన్ని తగ్గించడం. ఈ ధోరణి అంతరిక్ష కాలుష్యం మరియు వ్యర్థాలను తగ్గించవచ్చు.
• ఉపగ్రహ ఆధారిత భూమి పరిశీలనలో సామర్థ్యాన్ని పెంచడం, పర్యావరణ మరియు పట్టణ మార్పుల నిజ-సమయ పర్యవేక్షణ మరియు నిర్వహణను మెరుగుపరచడం.
• గ్లోబల్ కమ్యూనికేషన్ నెట్‌వర్క్‌లలో మెరుగైన విశ్వసనీయత మరియు తగ్గిన జాప్యం, ముఖ్యంగా రిమోట్ మరియు తక్కువ సేవలందించే ప్రాంతాలకు ప్రయోజనం.
• స్వయంప్రతిపత్త ఉపగ్రహాల ట్రాఫిక్‌ను నిర్వహించడానికి, సురక్షితమైన మరియు స్థిరమైన అంతరిక్ష కార్యకలాపాలను నిర్ధారించడానికి ప్రభుత్వాలు కొత్త నియంత్రణ ఫ్రేమ్‌వర్క్‌లను అవలంబిస్తున్నాయి.

పరిగణించవలసిన ప్రశ్నలు

• సెల్ఫ్ డ్రైవింగ్ ఉపగ్రహాలు మరియు అంతరిక్ష నౌకల యొక్క ఇతర సంభావ్య ప్రయోజనాలు ఏమిటి?
• ఈ సాంకేతికత అంతరిక్ష ఆవిష్కరణలను ఎలా వేగంగా ట్రాక్ చేస్తుందని మీరు అనుకుంటున్నారు?