NASA випробувала навігацію без GPS: супутник орієнтується за іншими об’єктами

NASA продемонструвала систему FALCON, яка дозволяє космічному апарату визначати власне положення на орбіті без GPS. Замість навігаційних сигналів вона використовує камери супутника, щоб розпізнавати інші космічні об’єкти та порівнювати їх із каталогом відомих орбіт.

Для майбутніх місій до Місяця та Марса це може стати важливим кроком: чим далі космічний апарат від Землі, тим менш придатною стає звична модель навігації, заснована на наземній інфраструктурі.

Космічний апарат використовує супутники як орієнтири

FALCON розробили NASA та компанія EraDrive, заснована на базі Стенфордського університету. Система поєднує програмне забезпечення Era-Core з камерами та бортовими даними місії Starling.

Принцип нагадує орієнтування за знайомими об’єктами на карті. Камери Starling фіксують супутники та космічне сміття, після чого система намагається встановити, які саме об’єкти потрапили в поле зору.

На борту зберігається каталог приблизно 20 000 космічних об’єктів із прогнозованими орбітами. Порівнюючи спостереження з цими даними, FALCON може розрахувати положення самого апарата.

NASA зазначає, що це перша орбітальна демонстрація такого типу автономного оптичного позиціонування.

Система не просто визначає положення

Під час експерименту FALCON протягом трьох днів без втручання операторів удосконалювала орбітальні оцінки більш ніж 200 об’єктів.

Це важливо не лише для навігації. Чим точніше космічний апарат знає, де перебувають сусідні супутники та уламки, тим краще він може оцінювати потенційні зближення та планувати маневри.

Для низької навколоземної орбіти, де кількість супутників постійно зростає, така автономність може мати практичне значення для контролю космічного трафіку та уникнення зіткнень.

Чому GPS недостатньо для майбутніх місій

GPS чудово працює поблизу Землі, але це не універсальна система навігації для всього космосу.

Під час польотів до Місяця або Марса космічним апаратам не можна розраховувати на GPS так само, як супутнику на низькій навколоземній орбіті. Крім того, для віддалених місій дедалі важливішою стає здатність апарата самостійно приймати рішення без постійних команд із Землі.

Саме на це спрямована програма Starling. NASA використовує чотири CubeSat, щоб відпрацьовувати автономну взаємодію, навігацію та координацію супутникового рою. Місію запустили 17 липня 2023 року.

Наступний крок — навігація цілим роєм

NASA планує розширити експеримент, змусивши чотири апарати Starling обмінюватися даними про побачені об’єкти.

У такому сценарії супутники зможуть не лише визначати власне положення, а й колективно уточнювати інформацію про навколишній космічний простір.

Це особливо цікаво для майбутніх супутникових роїв біля Місяця. Кілька невеликих апаратів зможуть працювати як єдина система, обмінюючись спостереженнями та координуючи свої дії без постійного керування із Землі.

NASA вже демонструвала на Starling інші технології автономної роботи рою, включно з обміном даними між апаратами та автономним плануванням.

Чому це важливо

FALCON показує напрямок, у якому розвиватиметься космічна навігація: майбутнім апаратам може бути достатньо власних камер, обчислювальної системи та карти навколишнього простору, щоб самостійно визначати, де вони перебувають.

Це зменшує залежність від наземної інфраструктури та відкриває можливості для більш автономних місій до Місяця, Марса та інших віддалених цілей.

Цікава деталь: Starling спочатку створювали не як систему навігації за супутниками, а як платформу для випробування технологій взаємодії космічних апаратів у рої. Тепер ті самі камери, які допомагають супутникам «бачити» навколишній простір, використовують ще й для визначення їхнього положення.

Джерело: повідомляє NNews із посиланням на NASA.