В июле 2023 года НАСА отправляет команду из четырех кубсатов размером с шесть единиц (6U) на орбиту вокруг Земли, чтобы посмотреть, смогут ли они взаимодействовать самостоятельно, без обновлений в режиме реального времени от центра управления полетами. Хотя для людей такое автономное сотрудничество может показаться не слишком сложным, эта команда будет роботизированной – состоять из небольших спутников для тестирования ключевых технологий будущих миссий в дальнем космосе, где будут необходимы более сложные и автономные космические аппараты.
После запуска четыре CubeSats полетят в двух разных формациях, чтобы протестировать несколько технологий, прокладывающих путь к будущему, в котором рои спутников смогут сотрудничать для проведения научных исследований в глубоком космосе. Эта миссия, получившая название "Старлинг", продлится не менее шести месяцев, космические аппараты будут находиться на высоте около 355 миль над Землей на расстоянии около 40 миль друг от друга.
"Starling и возможности, которые он предоставляет для автономного командования и управления роями небольших космических аппаратов, расширят возможности НАСА в будущих научных и исследовательских миссиях”, - сказал Роджер Хантер, руководитель программы НАСА по технологии малых космических аппаратов в Исследовательском центре НАСА имени Эймса в Силиконовой долине Калифорнии. “Миссия представляет собой значительный шаг вперед”.
Есть четыре основные возможности, которые будет тестировать Starling: автономное маневрирование, чтобы оставаться вместе как группа, создание адаптируемой сети связи между космическими аппаратами, отслеживание относительного положения друг друга и реагирование на новую информацию с бортовых датчиков путем самостоятельного выполнения новых действий. По сути, Starling стремится создать рой небольших спутников, которые могли бы функционировать как автономное сообщество, способное реагировать на окружающую среду и выполнять задачи в команде.
Технологии Swarm позволяют проводить научные измерения из нескольких точек космоса, строить сети, способные самостоятельно исправляться, если какая-то деталь выходит из строя, и иметь системы космических аппаратов, которым не нужно поддерживать связь с Землей, чтобы реагировать на изменения в окружающей среде. Рой космических аппаратов также более устойчив к сбоям или неисправностям внутри команды, поскольку каждый космический аппарат является резервом для другого. Если один выходит из строя, другие могут компенсировать.
Первая миссия Starling включает в себя набор из четырех технологий, которые будут протестированы. Первая - ROMEO (эксперименты по реконфигурации и обслуживанию орбиты на борту), тестирующее программное обеспечение, предназначенное для автономного планирования и выполнения маневров без какого-либо прямого участия оператора. В рамках миссии "Старлинг" это позволит спутникам летать скоплением, как планируя траектории, так и выполняя их самостоятельно.
Мобильная одноранговая сеть (MANET) - это система связи, состоящая из беспроводно связанных устройств, в которых данные маршрутизируются автоматически в зависимости от условий сети. Примером на Земле является сетчатый Wi-Fi, при котором несколько интернет-маршрутизаторов размещены по всему дому, позволяя мобильным устройствам автоматически подключаться к самому сильному сигналу. Аналогичным образом космический аппарат "Старлинг" оснащен перекрестными радиостанциями, которые обеспечивают связь между космическими аппаратами, когда они находятся в зоне досягаемости, при этом встроенное программное обеспечение MANET определяет наилучший способ маршрутизации трафика через сеть спутников. "Старлинг" протестирует эту сеть, показывая, может ли система автоматически создавать и поддерживать сеть в космосе с течением времени.
На борту каждого CubeSat также есть собственные датчики, обычно используемые для того, чтобы спутник мог отслеживать свою собственную ориентацию в пространстве, подобно морякам, использующим звезды для навигации ночью. Поскольку спутники будут находиться относительно близко друг к другу, в дополнение к звездам, эти датчики будут улавливать свет от других космических аппаратов "Рой" и использовать специализированное программное обеспечение для отслеживания остальной части "роя". Называемая StarFOX (Формирование Старлинга-летающий оптический эксперимент), это уникальное использование обычных датчиков космических аппаратов позволит на фоне звезд удерживать рой вместе.
Наконец, эксперимент по распределенной автономии космических аппаратов (DSA) демонстрирует способность роя космических аппаратов собирать и анализировать научные данные на борту и совместно оптимизировать сбор данных в ответ. Спутники будут следить за ионосферой Земли – частью верхних слоев атмосферы – и если кто-то обнаружит что-то интересное, он сообщит другим спутникам, чтобы те наблюдали то же явление. Способность спутников автономно реагировать на наблюдения улучшит сбор научных данных для множества будущих научных миссий НАСА.
После завершения основной миссии следующим этапом для Starling станет партнерство со спутниковой группировкой SpaceX Starlink для тестирования передовых методов управления космическим движением между автономными космическими аппаратами, эксплуатируемыми различными организациями. Поделившись друг с другом планами будущей траектории, НАСА и SpaceX продемонстрируют автоматизированную систему для обеспечения безопасной работы обоих наборов спутников, находящихся в относительной близости на низкой околоземной орбите.
“Starling 1.5 станет основой для понимания правил дорожного движения при управлении космическим движением”, - сказал Хантер.
Робототехника всегда будет на переднем крае исследований, как с экипажем, так и без него. Возможность обеспечения сетевой, автономной и скоординированной работы спутников и космических аппаратов означает, что НАСА гарантирует человечеству возможность идти дальше и заниматься наукой лучше, чем когда-либо прежде.
Источник: НАСА
Информация о космосе также есть в сообществе в ВК https://vk.com/fotoastronomiya
