Как достичь автономной навигации в глубоком космосе?

По мере того как космические аппараты углубляются в тайны Вселенной, отслеживание их местоположения становится все более сложной задачей. Исторически сложилось так, что эта задача возлагается на бдительные глаза Сети глубокого космоса NASA — коммуникационного узла мирового класса, связывающего нас с межпланетными исследователями. Однако по мере расширения масштабов нашего космического любопытства старая система становится все более шаткой. Использование визуальных систем

Под руководством Элеоноры Андреис группа ученых из Миланского политехнического института применяет технологию, которая вызовет отклик у всех, кто знаком с автономными автомобилями на Земле. Эта инновация, ориентированная на зрительные системы, использует сложные камеры для захвата окружающих источников света. И это не просто свет — это блуждающие планеты. Сопоставляя положение этих небесных тел с точными временными показателями, система позволяет точно определить местоположение зонда в Солнечной системе.

«Вместо того чтобы полагаться на ландшафты, эти визуальные системы фокусируются на конкретных источниках света — планетах. Этот революционный подход может быть реализован при минимальных вычислительных мощностях, что открывает возможности для автоматизации бортовых систем», — отметила Андреис в своем заявлении.

Основы метода

Однако использование планет в качестве навигационных маркеров — дело не простое. Если получение их изображения является начальным этапом, то распознавание планет и определение их навигационной значимости имеет первостепенное значение. Получив эти данные, зонд может определить траекторию и скорость движения, опираясь на высококлассный алгоритм орбитальной механики.

После этих расчетов зонду необходимо перекалибровать свой маршрут, сохраняя соответствие заданной траектории. Незначительные аномалии в выполнении тяги могут кардинально изменить конечный пункт назначения зонда.

Экспериментальные испытания: От Земли до Марса

Чтобы проверить надежность этой инновационной системы, специалисты смоделировали путешествие с Земли на Марс. Опираясь исключительно на визуальную навигацию, зонд смог определить свое местоположение с точностью до 2 000 км и скорость в пределах 0,5 км/с, пролетев около 225 млн. км.

«Наличие алгоритма — это лишь часть пути. Преобразование его в реальную, оперативную функцию на Cubesat — вот где настоящая проблема», — подчеркнул Андрейс.

В основе исследования лежит инициатива Европейского исследовательского совета по финансированию, что открывает возможности для дальнейшей финансовой поддержки. Пока траектория развития этого алгоритма остается загадкой, но можно только надеяться, что он найдет свое место во Вселенной — или позволит нам найти свое.