Сегодня создание космических систем в разных странах базируется на концепции использования многочисленных малых низкоорбитальных спутников взамен одиночных тяжеловесных аппаратов. Концепция позволяет проводить исследования из космоса, используя спутники, масса которых составляет несколько десятков килограммов. Группировки таких спутников способны обеспечивать более эффективное и при этом экономически более выгодное выполнение миссий космической деятельности.
"Для обеспечения работы таких группировок, которые могут включать и несколько сотен спутников, необходимы принципиально новые возможности обмена информацией и взаимодействия аппаратов, чтобы они могли действовать эффективно и даже автономно, принимать правильные решения, то есть без участия человека. Мы как раз и занимаемся разработкой таких алгоритмов", - рассказал Олег Карсаев, старший научный сотрудник Санкт-Петербургского института информатики и автоматизации РАН (структурное подразделение СПб ФИЦ РАН).
Он пояснил, что петербургские ученые провели модификацию алгоритма маршрутизации данных в космических системах, на основании которого выстраивается обмен информацией между небольшим числом спутников для принятия решений. Доработка алгоритма позволила добиться упрощения работы системы и значительно сократила количество времени, необходимое для маршрутизации сигналов между спутниками.
"Подход обеспечивает решение задачи маршрутизации в течение нескольких секунд даже в случае многочисленной группировки спутников. Например, в случае группировки из 600 спутников на поиск маршрутов требуется порядка двух секунд", - пояснил Олег Карсаев.
Кроме того, специалисты СПб ФИЦ РАН создали еще один алгоритм, который позволяет оперативно оценить, способен ли каждый конкретный спутник выполнить поставленную перед ним задачу. Так, космическая система сможет самостоятельно принимать правильные решения, минимально задействуя операторов и наземную инфраструктуру.
Исследования петербургских ученых в данном направлении продолжаются. Одна из важных практических задач - это определение способа того, как можно в режиме реального времени обеспечивать связь между спутниками дистанционного зондирования и наземных объектов. В свою очередь, это создает принципиально новые возможности для управления многоспутниковыми космическими системами.
Малые спутники, в зависимости от установленного на них оборудования, могут использоваться для решения различных задач: для обеспечения связи, зондирования земной поверхности, тестировании различных новых устройств, сбора информации об атмосфере и космическом пространстве. При этом чем больше спутников выводится на орбиту, тем больше сведений смогут собрать ученые и тем точнее будут результаты их работы.
"Междисциплинарная основа нашего научного центра позволяет проводить исследования в самых разных отраслях. К одним из наиболее важных мы относим разработки в космической сфере. Созданное нашими учеными программное обеспечение может использоваться в работе синоптиков, специалистов по навигации, в сельском хозяйстве и во многих других секторах экономики России", - подчеркнул директор СПб ФИЦ РАН Андрей Ронжин.