Квантумрун

Кредити тасвирӣ:

iStock

Спутникҳои автономӣ: Флоти автономии муҳаққиқони кайҳонӣ

Олимон бо истифода аз моҳвораҳои хурд барои идомаи самаранокии тадқиқи кайҳон таҳияи навигатсияи автономии чуқури кайҳонро меомӯзанд.

Муаллиф:
Номи муаллиф
Пешгӯии Quantumrun
Декабри соли 23, 2022

Хулосаи фаҳмиш

Моҳвораҳои хурд дастовардҳои бузург ба даст овардаанд, аз мониторинги астероидҳо то ҷамъоварии маълумот. Бо вуҷуди ин, афзоиши маҳдудиятҳои буҷет олимонро водор кардааст, ки роҳҳои алтернативӣ ва камхарҷ барои моҳвораҳо, аз ҷумла идоракунии худкор ва сарфаи энергияро ҷустуҷӯ кунанд. Оқибатҳои дарозмуддати таҳияи моҳвораҳои автономӣ метавонанд миссияҳои беҳтари иктишофӣ ба сайёраҳои дигар ва идоракунии самараноки партовҳои кайҳонӣ бошанд.

Контексти моҳвораҳои автономӣ

Тибқи як пажӯҳиши Донишгоҳи Технологии Делфт дар Ҳолланд, моҳвораҳои хурд маъмулан ҳамчун киштии кайҳонӣ бо вазни 500 кило (кг) ё камтар муайян карда мешаванд. Ба ин моделҳо мини моҳвораҳо (100-500 кг), микросателлитҳо (10-100 кг), наносателлитҳо (1-10 кг), пикосателлитҳо (0.1-1 кг) ва фемтосателлитҳо (0.01-0.1 кг) дохил мешаванд. Сатҳи муваффақияти парвозҳои моҳвораӣ аз ҳисоби пешрафти технологияи миниатюризатсия афзоиш ёфт. Дар натиҷа, бештари гурӯҳҳои донишгоҳҳо, ширкатҳо ва агентиҳои кайҳонӣ барои тадқиқоти илмӣ миссияҳои хурди моҳвораӣ пешниҳод мекунанд.

Аммо, якчанд масъалаҳо метавонанд идоракунии амалиёти хурди моҳвораиро аз як истгоҳи заминӣ душвор созанд. Ин мушкилот пайгирии якчанд киштиҳои кайҳонӣ дар як вақт бо захираҳои маҳдуд, зиёд кардани миссияҳо бо манбаъҳои боз ҳам камтари пайгирӣ ва хароҷоти қувва ва амалиётии ин дастаҳои миссияро дар бар мегиранд.

Бо назардошти ин мушкилот, олимон диққати худро ба системаҳои автономӣ равона мекунанд. Системаҳои навигатсионӣ бештар аз худмухторӣ манфиат мегиранд, зеро ин системаҳо дар асоси пайгирии заминии мушоҳидашавандаҳои радиометрӣ (аслан баҳодиҳии мавқеъ ва суръати киштии кайҳонӣ тавассути сигналҳои радио) таъсис дода мешаванд. Илова бар ин, идоракунии киштии кайҳонӣ одатан тавассути фармонҳое, ки аз истгоҳҳои заминӣ фиристода мешаванд, иҷро карда мешавад, ки аксар вақт ба таъхир дучор мешаванд; системаҳои автономӣ метавонанд аз чунин маҳдудиятҳо канорагирӣ кунанд ва ба монеаҳо зудтар посух диҳанд.

Таъсири вайронкунанда

Автономия дорои потенсиали кам кардани хароҷоти миссия ё баланд бардоштани самаранокӣ тавассути истифодаи ҳадди ақали амалиёти заминӣ ё сахтафзор мебошад. Интихобан, киштии фалакпаймо метавонад вазифаи мушаххасро назар ба системаи заминӣ зудтар иҷро кунад, агар вай мустақилона дар фазо ҳаракат карда, маълумот ҷамъ кунад. Инчунин, вазифаҳое ба монанди ҷамъоварии намунаҳо танҳо бо мустақилият, бахусус дар таҳқиқоти амиқи кайҳонӣ иҷро карда мешаванд.

Навигатсияи автономӣ дар якчанд миссияҳои амиқи кайҳонӣ, аз ҷумла Deep Space 1, STARDUST ва Deep Impact истифода шудааст. Ин иктишофҳо аз ҷониби Системаи автономии оптикии Лабораторияи реактивӣ (AutoNAV) ва SMART-1, ки аз ҷониби Идораи миллии аэронавтика ва кайҳонии ИМА (NASA) таҳия шудаанд, дастгирӣ карда шуданд. Ин миссияҳо пеш аз ҳама паймоиши оптикиро истифода мебурданд, ки сенсорҳоро барои ҳисоб кардани мавқеъ, суръат ва дигар ҳолатҳои киштии кайҳонӣ нисбат ба ҷисмҳои мавриди ҳадаф истифода мебарад.

Якчанд тачрибахо барои мустакилтар ва серсоха гардондани спутникхои худидоракунанда давом доранд. Масалан, дар соли 2022 Лабораторияи тадқиқотии баҳрии ИМА ба таҳияи нақшае шурӯъ кард, ки ба моҳвораҳои аз кор андохташуда имкон диҳад, ки ба Замин баргарданд ва бесарусомонии кайҳонро тоза кунанд. Дар ин таклиф таклиф карда мешавад, ки радифи маснуъхои нав бо «нофхои» тунук чихозонида шаванд, ки дарозиашон такрибан як километр аст. Бо гузаштани ҷараёни барқ тавассути сим, моҳвора метавонад майдони барқи худ ва майдони магнитии Заминро истифода барад, то ба ҷои он ки тасодуфан суқут кунад.

Дар ҳамин ҳол, дар соли 2019 моҳвораҳои Starlink-и SpaceX аввалин моделҳое буданд, ки ба кор андохта шуданд, ки метавонанд мустақилона аз бархӯрд бо дигар объектҳои мадор пешгирӣ кунанд. Пас аз гирифтани огоҳӣ дар бораи яке аз Starlinks худ, SpaceX фавран маълумотро ба моҳвора мефиристад, то он метавонад ба таври лозимӣ тавассути троссҳои электрикӣ гурезад.

Оқибатҳои моҳвораҳои автономӣ

Оқибатҳои васеътари моҳвораҳои автономӣ метавонанд инҳоро дар бар гиранд:

Миссияҳои иктишофӣ ба сайёраҳои наздик ва Моҳ ним ё пурра мустақил буда, хароҷоти амалиётиро коҳиш медиҳанд.
Моҳвораҳои интернетии кайҳонӣ қодиранд аз бархӯрд канорагирӣ кунанд, ки ин барои мадори афзояндаи серодами Замин (LEO) муҳим аст.
Донишгоҳҳо ва дигар ташкилотҳои ҷамъиятии тадқиқотӣ қодиранд, ки тадқиқоти мини моҳвораи кайҳонии худро бо хароҷоти торафт камтар анҷом диҳанд.
Агентиҳои кайҳонӣ системаҳои автономии бештарро таҳия мекунанд, то иктишофи дарозмуддат ва таъсиси колонияҳоро дастгирӣ кунанд.
Кам кардани миқдори партовҳои кайҳонӣ аз бархӯрдҳои моҳвораӣ. Ин тамоюл метавонад ифлосшавии фазо ва партовҳоро кам кунад.
Баланд бардоштани самаранокӣ дар мушоҳидаи моҳвораи Замин, такмил додани мониторинг ва идоракунии тағйироти муҳити зист ва шаҳр.
Эътимоднокии мукаммал ва кам шудани таъхир дар шабакаҳои глобалии коммуникатсионӣ, бахусус манофеъи минтақаҳои дурдаст ва камбизоат.
Ҳукуматҳо барои идоракунии трафики моҳвораҳои худмухтор, таъмини амалиёти бехатар ва устувори кайҳонӣ чаҳорчӯбаҳои нави меъёриро қабул мекунанд.