Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Astronomi

Forskere studerer nanosatellitters kollektive adfærd

Cubesat. Kredit:Skoltech

Forskere fra Skoltech Space Center (SSC) har udviklet nanosatellit-interaktionsalgoritmer til videnskabelige målinger ved hjælp af en tetraedrisk orbital formation af CubeSats, der udveksler data og anvender interpolationsalgoritmer til at skabe lokale kort over fysiske målinger i realtid. Undersøgelsen præsenterer et eksempel på geomagnetisk feltmåling, som viser, at disse data kan bruges af andre satellitter til attitudekontrol og, derfor, leveret på data-som-en-service basis. Forskningen blev offentliggjort i tidsskriftet Fremskridt inden for rumforskning .

SSC er forskningslederen inden for Nanosatellites Swarm-projektet ("Roy MKA") udført af et konsortium af flere russiske universiteter og inkluderet i ISS eksperimentelle program ledet af RSC Energia. "Roy MKA" sigter mod at implementere autonome grupper af CubeSats og verificere deres sværmeadfærd.

Til et af "Roy MKA"-eksperimenterne, SSC-forskere foreslog en tetraedrisk formation, som giver mulighed for at måle det geomagnetiske felt på ethvert punkt i kredsløbet. Systemet er fuldstændigt selvstændigt, hvilket betyder, at satellitter kan behandle og opdatere måledata om bord og forudsige magnetfeltværdier ved interpolation.

"Vi bruger Kriging-interpolationen, som hjælper med at vælge magnetfeltværdierne i overensstemmelse med dens karakteristika (autokorrelation). Da magnetfeltet er tredimensionelt, vi skal bruge et tetraeder, den enkleste tredimensionelle simplex med tre punkter på et plan. Dermed, vi har valgt en 4-satellit formation som den mindst mulige konfiguration til opgaven. Vores projekt kan være det første til at skabe en sådan konfiguration af nanosatellitter, " forklarer hovedforfatter og Skoltech Ph.D.-studerende Anton Afanasev.

Undersøgelsen viste, at Kriging-interpolatoren er et universelt værktøj, når det kommer til behandling af data fra små satellitter. Satellitter udveksler data om deres positioner og målinger for at skabe et selvorganiserende system, der er i stand til at demonstrere kollektiv adfærd og udføre opgaver, der er fælles for konstellationen, som udgør hovedmålet for "Roy MKA"-projektet.

"Et vigtigt praktisk resultat af denne undersøgelse er, at den kan forbedre ydeevnen af ​​holdningskontrol- og stationsholdesystemer, der bruger magnetometre (magnetfeltsensorer). Navnlig, forbedret holdningskontrol kan også bruges af andre rumfartøjer, der tilfældigvis er tæt på konstellationen af ​​satellitterne, der udveksler magnetfeltdata og gør dem mere nøjagtige ved hjælp af Kriging-algoritmerne. Behandling af sværmmålinger kan udvikle sig til en tjeneste af GPS-typen, som vil muliggøre fordeling af magnetfeltværdier i stedet for objekthastigheder og koordinater, " tilføjer Anton.

Den nye metode kan bruges til at bygge store konstellationer til en lavere samlet pris ved at bruge billigere sensorer.