Автор AZoNano 13 апреля 2021 года

Ученые из Космического центра Сколтеха (SSC) разработали алгоритмы взаимодействия наноспутников для научных измерений с использованием тетраэдрической орбитальной системы CubeSats, которые обмениваются данными и применяют алгоритмы интерполяции для создания локальных карт физических измерений в реальном времени.

В исследовании представлен пример измерения геомагнитного поля, который показывает, что эти данные могут использоваться другими спутниками для управления ориентацией и, следовательно, предоставляться на основе данных как услуги. Исследование было опубликовано в журнале Advances in Space Research .

SSC является ведущим исследовательским центром в рамках проекта Nanosatellites Swarm (Roy MKA), выполняемого консорциумом нескольких российских университетов и включенного в экспериментальную программу МКС, возглавляемую РКК "Энергия". «Рой МКА» нацелен на развертывание автономных групп CubeSats и проверку их поведения в роях.

Для одного из экспериментов «Рой MKA» исследователи SSC предложили тетраэдрическое образование, которое дает возможность измерять геомагнитное поле в любой точке орбиты. Система полностью автономна, что означает, что спутники могут обрабатывать и обновлять данные измерений на борту и прогнозировать значения магнитного поля путем интерполяции.

«Мы используем интерполяцию Кригинга, которая помогает выбрать значения магнитного поля в соответствии с его характеристиками (автокорреляция). Поскольку магнитное поле трехмерно, мы должны использовать тетраэдр, простейший трехмерный симплекс с тремя точками на плоскости. Таким образом, мы выбрали формирование из 4-х спутников как минимально возможную конфигурацию для данной задачи. Возможно, наш проект станет первым, кто создаст такую ​​конфигурацию наноспутников », – поясняет ведущий автор, аспирант Сколтеха Антон Афанасьев.

Исследование показало, что интерполятор Кригинга является универсальным инструментом для обработки данных с малых спутников. Спутники обмениваются данными о своем местоположении и измерениях для создания самоорганизующейся системы, способной демонстрировать коллективное поведение и выполнять задачи, общие для группировки, что составляет ключевую цель проекта «Roy MKA».

«Важным практическим результатом этого исследования является то, что оно может улучшить характеристики систем ориентации и стабилизации, в которых используются магнитометры (датчики магнитного поля). Примечательно, что улучшенное управление ориентацией может также использоваться другими космическими аппаратами, которые оказываются в непосредственной близости от группировки спутников, которые обмениваются данными о магнитном поле и делают их более точными с помощью алгоритмов кригинга. Обработка измерений роя может развиться в службу типа GPS, которая позволит распределять значения магнитного поля, а не скорости и координаты объектов », – добавляет Антон .

Новый метод можно использовать для создания больших созвездий с меньшими общими затратами за счет использования менее дорогих датчиков.

Источник: https://www.skoltech.ru/