Ученые из Космического центра Сколковского института науки и технологий разработали систему взаимодействия четырех наноспутников, образующих на орбите тетраэдр. Спутники обмениваются данными о значениях магнитного поля и с помощью алгоритмов интерполяции создают локальные карты измеряемых величин в реальном времени. Результатом может стать сервис по типу GPS, который раздает данные не о скорости и координатах объекта, а о значениях магнитного поля. Работа опубликована в журнале Advances in Space Research.
Космический центр Сколтеха — основной исполнитель проекта «Рой малых космических Аппаратов», который включен в программу экспериментов на МКС. Также в нем участвует консорциум из нескольких российских университетов. Основная цель проекта — развертывание автономных группировок из спутников формата CubeSat и отработка их роевого взаимодействия.
Ученые предложили использовать формацию из четырех спутников для возможности определения магнитного поля в любой точке орбиты. Система полностью автономна и позволяет спутникам обрабатывать информацию на борту, уточнять проведенные измерения и предсказывать значения магнитного поля с помощью метода интерполяции.
«Мы используем такой вид интерполяции, как кригинг, который подбирает значения магнитного поля в соответствии с характеристиками магнитного поля (автокорреляционными). Поле трехмерно, поэтому мы должны использовать формацию, которая составляет простейший трехмерный симплекс — тетраэдр, так как три точки лежат на плоскости. Поэтому мы выбрали формацию, состоящую из четырех спутников как минимально возможную для решения поставленной задачи. Наш проект может стать первым построившим такую конфигурацию с помощью малых спутников», — рассказал первый автор работы Антон Афанасьев.
Исследование показало универсальность кригинг-интерполятора как метода работы с данными, полученными с помощью наноспутников. Спутники обмениваются информацией о своем положении и измерениях, что в результате создает самоорганизующуюся систему, которая способна демонстрировать коллективное поведение и выполнять общие для группировки задачи.
«Важным прикладным результатом нашей работы стала возможность улучшения работы системы ориентации и стабилизации спутников, которые используют магнитометры — датчики для измерения магнитного поля. При этом улучшение определения ориентации может быть применено не только для спутников, которые обмениваются данными о значениях поля и уменьшают их ошибку с помощью кригинга, но и для других спутников, которым посчастливилось находиться рядом с этой формацией. Результатом обработки роевых измерений может стать сервис по типу GPS, который, в отличие от оригинала, раздает не данные о скорости и координатах объекта, а значения магнитного поля», — отметил Антон Афанасьев.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
