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!
2
Boeing пристыковала капсулу экипажа к космической станции

Boeing пристыковала капсулу экипажа к космической станции

С испытательным манекеном на борту, капсула астронавтов Boeing впервые взлетела и пристыковалась к Международной космической станции в пятницу, что стало огромным достижением для компании после многих лет фальстартов.

С появлением Starliner НАСА, наконец, осознало свои давние усилия по доставке на космическую станцию капсул с экипажем от конкурирующих американских компаний.У SpaceX уже есть разбег. Компания Илона Маска провела такое же испытание три года назад и с тех пор запустила на космическую станцию 18 астронавтов, а также туристов.«Сегодня знаменательная день», — сообщил по радио астронавт НАСА Боб Хайнс ...
22.05.22 14:15
0
0
Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Пока космический корабль НАСА Вояджер-1 продолжает передавать научные данные и в остальном работает в обычном режиме, команда миссии ищет источник проблемы с системными данными.

Команда инженеров космического корабля пытается разгадать загадку: межзвездный исследователь работает нормально, получает и выполняет команды с Земли, а также собирает и возвращает научные данные. Но показания системы артикуляции и управления ориентацией зонда (AACS) не отражают того, что на самом деле происходит на борту. AACS контролирует ориентацию 45-летнего Вояджера. Помимо других задач, он ...
19.05.22 17:28
0
0
ВВС США успешно запустили гиперзвуковую ракету с четвертой попытки

ВВС США успешно запустили гиперзвуковую ракету с четвертой попытки

Это был четвертый раз, когда ВВС США успешно запустили свое гиперзвуковое оружие быстрого реагирования (ARRW) AGM-183A с борта B-52H Stratofortress 14 мая 2022 года у побережья Южной Калифорнии после трех неудач.

Общий рост международной напряженности привел к тому, что гонка вооружений по созданию практических гиперзвуковых ракет набирает обороты, особенно в Соединенных Штатах, которые ранее больше концентрировались на исследованиях, чем на развертывании. В этом нет ничего удивительного, потому что гиперзвуковое оружие изменит правила игры и изменит ход войны так, как не наблюдалось со времен разработки ...
18.05.22 17:01
0
2
Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Уникальный новый инструмент в сочетании с мощным телескопом и небольшой помощью природы дал исследователям возможность заглянуть в галактические ясли в сердце молодой Вселенной.

После Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад ранняя Вселенная была заполнена огромными облаками нейтрального диффузного газа, известными как затухающие альфа-системы Лаймана, или DLA. Эти DLA служили галактическими питомниками, поскольку газы внутри медленно конденсировались, подпитывая формирование звезд и галактик. Их все еще можно наблюдать сегодня, но это непросто.«DLA — это ключ к по...
18.05.22 16:52
0
2
Boeing пристыковала капсулу экипажа к космической станции

Boeing пристыковала капсулу экипажа к космической станции

С испытательным манекеном на борту, капсула астронавтов Boeing впервые взлетела и пристыковалась к Международной космической станции в пятницу, что стало огромным достижением для компании после многих лет фальстартов.

С появлением Starliner НАСА, наконец, осознало свои давние усилия по доставке на космическую станцию капсул с экипажем от конкурирующих американских компаний.У SpaceX уже есть разбег. Компания Илона Маска провела такое же испытание три года назад и с тех пор запустила на космическую станцию 18 астронавтов, а также туристов.«Сегодня знаменательная день», — сообщил по радио астронавт НАСА Боб Хайнс ...
22.05.22 14:15
0
0
Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Пока космический корабль НАСА Вояджер-1 продолжает передавать научные данные и в остальном работает в обычном режиме, команда миссии ищет источник проблемы с системными данными.

Команда инженеров космического корабля пытается разгадать загадку: межзвездный исследователь работает нормально, получает и выполняет команды с Земли, а также собирает и возвращает научные данные. Но показания системы артикуляции и управления ориентацией зонда (AACS) не отражают того, что на самом деле происходит на борту. AACS контролирует ориентацию 45-летнего Вояджера. Помимо других задач, он ...
19.05.22 17:28
0
2
Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Уникальный новый инструмент в сочетании с мощным телескопом и небольшой помощью природы дал исследователям возможность заглянуть в галактические ясли в сердце молодой Вселенной.

После Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад ранняя Вселенная была заполнена огромными облаками нейтрального диффузного газа, известными как затухающие альфа-системы Лаймана, или DLA. Эти DLA служили галактическими питомниками, поскольку газы внутри медленно конденсировались, подпитывая формирование звезд и галактик. Их все еще можно наблюдать сегодня, но это непросто.«DLA — это ключ к по...
18.05.22 16:52
0
0
Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Чтобы не отключать свет на лунном аванпосте НАСА Artemis, Национальные лаборатории Сандия разрабатывает электрические микросети для управления распределением энергии от мини-ядерных реакторов лунной базы к различным жилым и вспомогательным объектам.

Стремление НАСА установить постоянное присутствие человека на Луне в качестве репетиции возможной миссии с экипажем на Марс ставит огромные инженерные задачи, из-за которых строительство Международной космической станции (МКС) выглядит как возведение сарая. Мало того, что лунная база будет в тысячу раз дальше от Земли, чем космическая лаборатория, это также потребует совершенно нового подхода к ре...
16.05.22 14:59
0