Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Спутники сами соберут энергию для почти глобального охвата Земли

Спутники сами соберут энергию для почти глобального охвата Земли
Какое минимальное количество спутников необходимо для наблюдения каждой точки на Земле? И как эти спутники могут оставаться на орбите и поддерживать непрерывное круглосуточное покрытие, борясь с гравитационным полем Земли, притяжением Солнца и Луны и давлением солнечного излучения?


В середине 1980-х годов исследователь Джон Э. Дрейм предложил то, что считается идеальным решением: созвездие из четырех спутников. Но количество топлива, необходимое для удержания спутников на месте, и связанные с этим затраты сделали конфигурацию неосуществимой.

Сейчас сотрудничество, спонсируемое Национальным научным фондом, во главе с Патриком Ридом, обнаружило правильную комбинацию факторов, позволяющих создать созвездие из четырех спутников, что может способствовать развитию телекоммуникаций, навигации и дистанционного зондирования. Изобретательным образом исследователи заставили силы, которые обычно разрушают спутники, работать в их пользу.

«Один из интересных вопросов, который у нас возник, заключался в том, можем ли мы на самом деле трансформировать эти силы? Вместо того, чтобы деградировать систему, можем ли мы перевернуть ее так, чтобы созвездие собирало энергию этих сил и использовало их для активного контроля над собой?» сказал Рид.

Разработанные Ридом инструменты поиска на основе искусственного интеллекта идеально подходят для навигации по многочисленным сложностям размещения спутников и управления ими.

В рамках этого проекта Рид сотрудничал с исследователями из Aerospace Corporation, сочетая свои алгоритмические ноу-хау с опытом компании в области современной астрофизики, оперативной логистики и моделирования.

Чтобы просеять сотни тысяч возможных орбит и комбинаций возмущений, команда использовала суперкомпьютер Blue Waters в Университете Иллинойса. По словам Рида, Blue Waters сжал вычислительные исследования на 300 или 400 лет до примерно месяца фактических вычислений.

Они распределили конструкции созвездий на две модели, которые могли вращаться на орбите в течение 24- или 48-часового периода и достигать непрерывного охвата более 86% и 95% земного шара, соответственно. Несмотря на то, что теоретически 100% покрытие было бы идеальным, исследователи обнаружили, что пожертвование всего лишь 5% -14% дает больший выигрыш в плане сбора энергии от тех же сил гравитации и солнечного излучения, которые обычно делают спутниковое созвездие недолговечными и осложняют контроль.


Компромисс стоит того, особенно потому, что операторы спутников могут контролировать, где будут возникать пробелы в покрытии. Перебои в этих регионах с низким приоритетом будут длиться примерно 80 минут в день в худшем случае.

«Это одна из тех вещей, где стремление к совершенству может помешать инновациям», - сказал Рид. «Могут быть миссии, в которых абсолютно необходимо охватить всюду на Земле, и в этих случаях просто нужно будет использовать больше спутников, сетевых датчиков или гибридных платформ».

Использование такого типа пассивного контроля может потенциально продлить срок службы созвездия с 5 до 15 лет. Этим спутникам потребуется меньше топлива, и они будут летать на более высоких отметках, удаляя их из опасной зоны интенсивного движения на низкой околоземной орбите. Но, пожалуй, самая большая удача - это низкая стоимость. Коммерческие интересы или страны, не имеющие финансовых ресурсов для запуска большого созвездия спутников, смогут достичь почти непрерывного глобального охвата за небольшие деньги с уменьшением долгосрочных технических накладных расходов.

«Даже один спутник может стоить сотни миллионов или миллиарды долларов, в зависимости от того, какие датчики на нем установлены и какова его цель. Поэтому наличие новой платформы, которую можно использовать для существующих и новых миссий, довольно изящно», - сказал Рид. «Существует большой потенциал для дистанционного зондирования, телекоммуникаций, навигации, высокоскоростного зондирования и обратной связи по всему пространству, и это развивается очень быстро. Вероятно, есть все виды применений, которые могут извлечь выгоду из долгоживущей, самоадаптирующейся спутниковой группы с почти глобальным охватом».

Статья «Спутниковые созвездия с низкой стоимостью для почти непрерывного глобального охвата» опубликована 10 января в журнале Nature Communications.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
1
Нептун и кольца сияют на фотографиях от нового космического телескопа

Нептун и кольца сияют на фотографиях от нового космического телескопа

Наилучший вид Нептуна и его колец за последние несколько десятилетий.

В среду НАСА опубликовало новые снимки самой удаленной планеты Солнечной системы, сделанные космическим телескопом Джеймса Уэбба. На снимках, сделанных в июле, видны не только тонкие кольца Нептуна, но и слабые пылевые полосы, никогда ранее не наблюдаемые в инфракрасном диапазоне, а также 7 из 14 известных спутников. Уэбб уже показал Юпитер во всей красе в серии свежих фотографий, опубликованных ...
25.09.22 10:36
0
-1
Команда идентифицировала материалы родительского тела на астероиде Рюгу

Команда идентифицировала материалы родительского тела на астероиде Рюгу

Международная команда определила, что одна конкретная частица на астероиде Рюгу может пролить свет на неизмененные исходные материалы его родительского тела.

В декабре 2014 года Японское агентство аэрокосмических исследований запустило космический корабль Hayabusa2 к астероиду 162173 Рюгу. В декабре 2020 года капсула для возврата образцов благополучно приземлилась обратно на Землю с собранными нетронутыми кусочками астероида. Рюгу — это древний фрагмент более крупного астероида, сформировавшегося очень рано в истории Солнечной системы, вскоре после ро...
24.09.22 09:35
0
-1
Эластичные роботизированные генераторы открывают новые идеи захвата энергии

Эластичные роботизированные генераторы открывают новые идеи захвата энергии

Появляется новый класс упругих преобразователей энергии, способных улавливать энергию от различных движений. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (NREL) настаивает на их развертывании, первом в серии странных, изогнутых волновых конструкций.

NREL заявляет, что конструкции DEEC-Tec (технологии распределенных встроенных преобразователей энергии) будут лежать в воде, позволяя волнам деформировать их во всех направлениях и получать электричество «почти от всех физических движений или динамических изменений формы». Вместо привода в действие турбины или объединения их для приведения в действие внешнего генератора, они будут построены с исп...
24.09.22 09:18
0
1
Астрономы обнаружили пузырь горячего газа возле сверхмассивной черной дыры Млечного Пути

Астрономы обнаружили пузырь горячего газа возле сверхмассивной черной дыры Млечного Пути

С помощью комплекса радиотелескопов ALMA астрономы обнаружили признаки «горячей точки», вращающейся вокруг Стрельца A* - черной дыры в центре нашей галактики. Открытие помогает астрономам лучше понять загадочную и динамичную среду сверхмассивной черной дыры.

«Мы думаем, что наблюдаем горячий газовый пузырь, кружащий вокруг Стрельца А* на орбите, по размеру схожей с орбитой Меркурия, но совершающей полный оборот примерно за 70 минут. Для этого требуется умопомрачительная скорость около 30% скорости света», — говорит Мацек Вильгус из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне, Германия, который руководил исследованием.Наблюдения были сделаны с помощ...
23.09.22 07:28
0
1
Нептун и кольца сияют на фотографиях от нового космического телескопа

Нептун и кольца сияют на фотографиях от нового космического телескопа

Наилучший вид Нептуна и его колец за последние несколько десятилетий.

В среду НАСА опубликовало новые снимки самой удаленной планеты Солнечной системы, сделанные космическим телескопом Джеймса Уэбба. На снимках, сделанных в июле, видны не только тонкие кольца Нептуна, но и слабые пылевые полосы, никогда ранее не наблюдаемые в инфракрасном диапазоне, а также 7 из 14 известных спутников. Уэбб уже показал Юпитер во всей красе в серии свежих фотографий, опубликованных ...
25.09.22 10:36
0
-1
Команда идентифицировала материалы родительского тела на астероиде Рюгу

Команда идентифицировала материалы родительского тела на астероиде Рюгу

Международная команда определила, что одна конкретная частица на астероиде Рюгу может пролить свет на неизмененные исходные материалы его родительского тела.

В декабре 2014 года Японское агентство аэрокосмических исследований запустило космический корабль Hayabusa2 к астероиду 162173 Рюгу. В декабре 2020 года капсула для возврата образцов благополучно приземлилась обратно на Землю с собранными нетронутыми кусочками астероида. Рюгу — это древний фрагмент более крупного астероида, сформировавшегося очень рано в истории Солнечной системы, вскоре после ро...
24.09.22 09:35
0
1
Астрономы обнаружили пузырь горячего газа возле сверхмассивной черной дыры Млечного Пути

Астрономы обнаружили пузырь горячего газа возле сверхмассивной черной дыры Млечного Пути

С помощью комплекса радиотелескопов ALMA астрономы обнаружили признаки «горячей точки», вращающейся вокруг Стрельца A* - черной дыры в центре нашей галактики. Открытие помогает астрономам лучше понять загадочную и динамичную среду сверхмассивной черной дыры.

«Мы думаем, что наблюдаем горячий газовый пузырь, кружащий вокруг Стрельца А* на орбите, по размеру схожей с орбитой Меркурия, но совершающей полный оборот примерно за 70 минут. Для этого требуется умопомрачительная скорость около 30% скорости света», — говорит Мацек Вильгус из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне, Германия, который руководил исследованием.Наблюдения были сделаны с помощ...
23.09.22 07:28
0
0
Исследователи обнаружили новые доказательства обитаемости океана Энцелада

Исследователи обнаружили новые доказательства обитаемости океана Энцелада

Поиск внеземной жизни только что стал более интересным, так как группа ученых обнаружила новые доказательства ключевого строительного блока жизни в подповерхностном океане спутника Сатурна Энцелада. Новое моделирование показывает, что океан Энцелада должен быть относительно богат растворенным фосфором, важным компонентом жизни.

«Энцелад — одна из главных целей человечества в поисках жизни в Солнечной системе», считает Кристофер Глейн из Юго-Западного исследовательского института, ведущий специалист по внеземной океанографии. «За годы, прошедшие с тех пор, как космический корабль НАСА Кассини посетил систему Сатурна, мы неоднократно поражались открытиям, которые стали возможными благодаря собранным данным».Космический апп...
20.09.22 08:56
0