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!
0
Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Галактики могут получать и обмениваться материей с внешней средой благодаря галактическим ветрам, создаваемым звездными взрывами.

С помощью инструмента MUSE, установленного на Очень большом телескопе ESO, международная исследовательская группа под руководством CNRS и Университета Клода Бернар Лиона с французской стороны впервые нанесла на карту галактический ветер. Это уникальное наблюдение, которое подробно описано в исследовании, опубликованном в MNRAS 16 сентября 2021 года, помогло выявить, где находится часть недостающег...
17.09.21 10:32
0
1
Первая частная космическая миссия SpaceX с экипажем началась

Первая частная космическая миссия SpaceX с экипажем началась

Первая полностью частная космическая миссия стартовала на ракете SpaceX Falcon 9 со стартового комплекса 39A Космического центра НАСА им. Кеннеди во Флориде.

С экипажем из четырех человек в капсуле Dragon Crew миссия Inspiration4 стартовала сегодня в 03:03 по московскому времени в трехдневный полет для сбора средств для Детской исследовательской больницы Св. Джуда в Мемфисе, штат Теннесси. Сегодняшний запуск состоялся без большой задержки при ясном ночном небе в начале пятичасового окна запуска. Первая ступень Falcon 9 отделилась на отметке 2 минуты 3...
16.09.21 12:13
0
1
BAE Systems построит квадрокоптер, грузоподъемностью 300 килограмм

BAE Systems построит квадрокоптер, грузоподъемностью 300 килограмм

Учитывая, что маленькие дроны уже используются для доставки небольших грузов, логично, что гигантские дроны могут доставлять большие грузы. Это и предлагает BAE Systems со своим T-650 Heavy Lift Electric UAS.

Разработанный в сотрудничестве с британской компанией Malloy Aeronautics, Т-650 сможет поднимать полезные грузы весом до 300 кг (661 фунт), а затем переносить их на расстояние до 30 км (19 миль) на одном заряде батарей. Дальность действия без полезной нагрузки будет 80 км (50 миль). Он может летать автономно или дистанционно, достигая максимальной скорости 140 км/ч (87 миль в час). Информация о е...
15.09.21 10:30
0
3
SpaceX отправляет частный экипаж на околоземную орбиту

SpaceX отправляет частный экипаж на околоземную орбиту

SpaceX собирается запустить четырех человек в космос в среду с трехдневной миссией, которая станет первой на орбите Земли с исключительно гражданскими на борту, поскольку компания Илона Маска вступает в борьбу с космическим туризмом.

Миссия Inspiration4 завершает лето, когда миллиардеры Ричард Брэнсон и Джефф Безос пересекли последний рубеж на космических кораблях Virgin Galactic и Blue Origin с разницей в несколько дней в июле. Полет SpaceX был зафрахтован американским миллиардером Джаредом Исаакманом, 38-летним основателем и генеральным директором компании по обработке платежей Shift4 Payment. Он также опытный пилот. Точна...
14.09.21 15:24
0
0
Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Галактики могут получать и обмениваться материей с внешней средой благодаря галактическим ветрам, создаваемым звездными взрывами.

С помощью инструмента MUSE, установленного на Очень большом телескопе ESO, международная исследовательская группа под руководством CNRS и Университета Клода Бернар Лиона с французской стороны впервые нанесла на карту галактический ветер. Это уникальное наблюдение, которое подробно описано в исследовании, опубликованном в MNRAS 16 сентября 2021 года, помогло выявить, где находится часть недостающег...
17.09.21 10:32
0
1
Первая частная космическая миссия SpaceX с экипажем началась

Первая частная космическая миссия SpaceX с экипажем началась

Первая полностью частная космическая миссия стартовала на ракете SpaceX Falcon 9 со стартового комплекса 39A Космического центра НАСА им. Кеннеди во Флориде.

С экипажем из четырех человек в капсуле Dragon Crew миссия Inspiration4 стартовала сегодня в 03:03 по московскому времени в трехдневный полет для сбора средств для Детской исследовательской больницы Св. Джуда в Мемфисе, штат Теннесси. Сегодняшний запуск состоялся без большой задержки при ясном ночном небе в начале пятичасового окна запуска. Первая ступень Falcon 9 отделилась на отметке 2 минуты 3...
16.09.21 12:13
0
3
SpaceX отправляет частный экипаж на околоземную орбиту

SpaceX отправляет частный экипаж на околоземную орбиту

SpaceX собирается запустить четырех человек в космос в среду с трехдневной миссией, которая станет первой на орбите Земли с исключительно гражданскими на борту, поскольку компания Илона Маска вступает в борьбу с космическим туризмом.

Миссия Inspiration4 завершает лето, когда миллиардеры Ричард Брэнсон и Джефф Безос пересекли последний рубеж на космических кораблях Virgin Galactic и Blue Origin с разницей в несколько дней в июле. Полет SpaceX был зафрахтован американским миллиардером Джаредом Исаакманом, 38-летним основателем и генеральным директором компании по обработке платежей Shift4 Payment. Он также опытный пилот. Точна...
14.09.21 15:24
0
1
Марсоход Perseverance успешно собирает камни на Марсе

Марсоход Perseverance успешно собирает камни на Марсе

Марсоход НАСА Perseverance теперь собрал два образца горных пород, свидетельствующих о том, что они находились в контакте с водой в течение длительного периода времени, что подтверждает наличие древней жизни на Красной планете.

«Похоже, что наши первые камни открывают потенциально пригодную для жизни устойчивую среду», - сказал Кен Фарли, научный сотрудник миссии, в своем заявлении в пятницу. «Важно, что вода была там долгое время». Шестиколесный робот собрал первый образец, получивший название «Montdenier», 6 сентября, а второй, «Montagnac», с той же скалы 8 сентября. Оба образца, немного шире карандаша в диаметре и о...
13.09.21 09:52
0