В NASA разработали способ навигации спутников без GPS по соседним орбитальным объектам

Специалисты NASA успешно протестировали на зонде Starling комплекс автономного позиционирования FALCON (Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation). Данная технология даёт возможность космическому аппарату ориентироваться в пространстве без обращения к GPS или сторонним спутниковым группировкам. Для расчета текущих орбитальных параметров FALCON опирается исключительно на бортовую оптику: фиксирует окружающие объекты, сверяет их с предустановленной базой данных и на основе их взаимного расположения вычисляет свои точные координаты.

Аппаратная часть FALCON базируется на штатных датчиках звездной ориентации Starling, традиционно применяемых для стабилизации по небесным светилам. Инженеры NASA в сотрудничестве со стэнфордским стартапом EraDrive интегрировали в систему специализированное ПО Era-Core и вычислительные алгоритмы. Загрузив каталог из 20 000 космических тел с их расчетными параметрами движения, аппарат начал сличать эти сведения с реальной картиной, отслеживая как действующие космические аппараты, так и элементы орбитального мусора.

Во время орбитальных тестов система не просто вычислила местоположение самого Starling, но и выполнила автоматическую калибровку траекторий попутно обнаруженных тел. Всего за 3 дня комплекс в полностью автономном режиме уточнил пространственные параметры свыше двухсот объектов, продемонстрировав заметно более высокую точность, чем содержалась в исходных навигационных прогнозах.

В агентстве подчеркнули, что это первый в истории космонавтики случай, когда аппарат с помощью стандартных оптических сенсоров смог самостоятельно рассчитать параметры своей орбиты, опираясь лишь на относительное расположение других околоземных объектов.

Подобный подход критически важен при выполнении задач в глубоком космосе, где покрытие глобальных спутниковых систем навигации отсутствует или слишком слабо. Автономность такого уровня позволит аппаратам координировать совместные действия в составе роя без регулярных команд из ЦУПа. Это открывает широкие перспективы для будущих миссий к Луне и Марсу, повышает точность совместных научных измерений, а также решает прикладные задачи мониторинга орбитального трафика и предотвращения опасных сближений.

Проект Starling, запущенный в 2023 году, включает в себя четыре малых спутника-кубсата. В ближайшее время планируется масштабировать тесты FALCON: все четыре зонда начнут обмениваться информацией об окружающих объектах для коллективного расчета собственных координат. В будущем подобная технология заложит основу для создания полностью автономных распределенных группировок, способных без наземного контроля сканировать космическое пространство, согласовывать взаимное позиционирование и поддерживать в актуальном состоянии орбитальные каталоги.

Источник: iXBT