НАСА: Новые возможности для автономных навигационных систем

Миссия НАСА «Старлинг» достигла нового этапа в развитии автономности космических аппаратов. Для этого была внедрена система, определяющая положение спутника на орбите с помощью других объектов в космосе, вместо использования традиционной навигационной сети.

Технология FALCON (Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation) демонстрирует определённый прогресс в обеспечении автономности космических аппаратов. Предполагается, что по мере подготовки НАСА к миссиям за пределы околоземной орбиты подобные технологии будут играть ключевую роль в поддержке роев лунных спутников, распределённых научных миссий и пилотируемых исследований космоса.

Традиционная спутниковая навигация полагается на сигналы GPS (ГНСС США), которые могут быть ненадёжны или недоступны в лунной среде или дальнем космосе. FALCON — это совместный проект НАСА и стартапа EraDrive, отделившегося от Стэнфордского университета. Он объединяет полётное программное обеспечение Era-Core, алгоритмы EraDrive, камеры Starling и бортовой каталог известных спутников для навигации, независимой от GPS, и мониторинга космической обстановки.

Проект продемонстрировал две ключевые возможности: использование камер звёздного трекера Starling для идентификации ярких объектов в космосе и сопоставление этих объектов с каталогом известных космических объектов, поддерживаемым Министерством обороны США. FALCON использовал эти данные для определения орбиты Starling и других космических объектов.

В рамках эксперимента FALCON обновил орбиты более чем 200 объектов без участия земных операторов. Это стало возможным благодаря загрузке на Starling полного каталога из 20 000 объектов и их прогнозируемых орбит. FALCON сопоставил эти данные с наблюдениями Starling, что позволило уточнить местоположение как самого аппарата, так и других объектов.

Способность Starling определять свою орбиту с помощью оптических камер впервые была продемонстрирована в космосе. Это открывает новые возможности для автономных навигационных систем. Эксперименты по обновлению каталога также повысили точность прогнозов положения объектов на борту Starling по сравнению с данными наземных станций.

В будущем скоординированные сети спутников без использования GPS будут критически важны для пилотируемых миссий на Луну или Марс. Для научных миссий точное местоположение каждого космического аппарата необходимо для совмещения данных из нескольких точек в космосе. Автономная навигация и обновление каталогов обещают снизить зависимость от наземных сетей и повысить эффективность предотвращения столкновений.

Проект, начавшийся как университетское партнёрство в области технологий малых спутников, превратился в стартап EraDrive, коммерциализирующий свое программное обеспечение Era-Core и оборудование. Starling предоставил платформу для тестирования, показав, что программное обеспечение для управления полётом может превратить спутники в автономные навигаторы.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Макс-канал

По материалам открытых источников