Inżynierowie zakończyli pierwszą w historii próbę nawigacji satelitarnych rojów w przestrzeni kosmicznej.
WarsawNaukowcy z Laboratorium Spotkań Kosmicznych Uniwersytetu Stanforda zakończyli pierwsze testy systemu autonomicznej nawigacji grupy satelitów w przestrzeni kosmicznej, co stanowi znaczący krok w technologii kosmicznej. Test był częścią Eksperymentu Starling Formation-Flying Optical (StarFOX). Wykorzystano w nim dane wizualne przesyłane przez bezprzewodową sieć do nawigacji czterema małymi satelitami. System opiera się jedynie na kamerach pokładowych i może być przydatny w misjach poza Ziemią.
Ta technologia zapewnia wiele korzyści w porównaniu z tradycyjnymi systemami jednosatelitarnymi, takimi jak:
- Zwiększona precyzja i zasięg
- Większa elastyczność i odporność
- Możliwość realizacji nowych celów, które są trudne do osiągnięcia przez pojedyncze satelity
- Niższe koszty finansowe dzięki minimalnym wymaganiom technicznym
Tradycyjne systemy kosmiczne opierają się na Globalnym Systemie Nawigacji Satelitarnej (GNSS) oraz sieci Deep Space Network do nawigacji. Te systemy mają swoje wady; wymagają częstej komunikacji z systemami naziemnymi i działają wolno. Dodatkowo nie nadają się do przyszłych misji i nie są w stanie pomóc satelitom w unikaniu "niekooperatywnych obiektów", takich jak kosmiczne śmieci. Nowy system opracowany przez StarFOX rozwiązuje te problemy, będąc samodzielnym i wysoce autonomicznym.
System nawigacyjny ARTMS łączy trzy kluczowe algorytmy z dziedziny robotyki kosmicznej: przetwarzanie obrazów, określanie orbity metodą wsteczną oraz sekwencyjne określanie orbity. Wykorzystuje niedrogie kamery 2D, znane jako star-trackery, które są powszechnie stosowane w nowoczesnych satelitach. Analizując dane wizualne przy pomocy tych zaawansowanych algorytmów, StarFOX może precyzyjnie obliczać pozycje i prędkości.
System działał skutecznie nawet w trudnych warunkach, osiągając dokładność pozycjonowania na poziomie 0,5% odległości przy jednym obserwatorze. Przy udziale kilku obserwatorów dokładność poprawiła się do 0,1%. Taki poziom precyzji jest przydatny do automatycznego prowadzenia, kontrolowania oraz unikania kolizji.
NASA podjęła decyzję o kontynuacji projektu StarFOX do 2025 roku, nadając mu nową nazwę StarFOX+. Rozszerzony projekt będzie testować ulepszone funkcje, które pomogą w przyszłych technologiach świadomości i pozycjonowania w przestrzeni kosmicznej. Ten krok pokazuje silne poparcie dla wykorzystania zautomatyzowanych systemów w kosmosie, które stają się coraz bardziej powszechne w organizacjach takich jak NASA, Departament Obrony i Siły Kosmiczne USA.
Ta technologia ma duże znaczenie, ponieważ umożliwia koordynację wielu satelitów w kosmosie, co pozwala realizować cele trudne do osiągnięcia przez pojedynczy satelita. Stanowi to istotny krok w kierunku bardziej zaawansowanych, elastycznych i samodzielnych operacji kosmicznych.
Badanie jest publikowane tutaj:
http://dx.doi.org/10.48550/arXiv.2406.06748i jego oficjalne cytowanie - w tym autorzy i czasopismo - to
Justin Kruger, Soon S. Hwang, Simone D'Amico. Starling Formation-Flying Optical Experiment: Initial Operations and Flight Results. Submitted to arXiv, 2024 DOI: 10.48550/arXiv.2406.06748Udostępnij ten artykuł