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
Странные бури на Юпитере

Странные бури на Юпитере

На южном полюсе Юпитера таится поразительное зрелище даже для планеты-гиганта, покрытой красочными полосами, с большим красным пятном. Внизу у южного полюса планеты находится группа бурных штормов, расположенных в необычной геометрической форме.

С тех пор, как они были впервые обнаружены космическим зондом НАСА Juno в 2019 году, штормы стали для ученых загадкой. Штормы аналогичны ураганам на Земле. Но на нашей планете ураганы не собираются на полюсах и не кружатся друг вокруг друга в форме пятиугольника или шестиугольника, как это делают штормы Юпитера. Исследовательская группа, работающая в лаборатории Энди Ингерсолла, профессора планет...
24.09.20 23:33
0
2
Индийские астрономы открыли 70 новых переменных звезд

Индийские астрономы открыли 70 новых переменных звезд

Астрономы из Индии провели долгосрочное исследование фотометрической переменности рассеянного скопления NGC 559. В результате там они обнаружили 70 новых переменных звезд.

Звездные скопления предлагают отличные возможности для изучения звездной эволюции, поскольку представляют собой совокупность звезд с похожими свойствами, например, возрастом, расстоянием и начальным составом. В частности, астрономы часто ищут переменные звезды в скоплениях молодого и среднего возраста, что может иметь значение для улучшения понимания звезд до главной последовательности (PMS) и, сл...
23.09.20 16:55
0
0
Обнаружен первый ультра-горячий Нептун

Обнаружен первый ультра-горячий Нептун

Международная группа астрономов открыла первый ультра-горячий Нептун, вращающуюся вокруг звезды LTT 9779.

Планета вращается так близко к звезде, что год там длится всего 19 часов, а это означает, что звездное излучение нагревает планету до более чем 1700 градусов по Цельсию. При таких температурах тяжелые элементы, такие как железо, могут ионизироваться в атмосфере, а молекулы диссоциировать, что создает уникальную лабораторию для изучения химии планет за пределами Солнечной системы. Хотя мир весит ...
22.09.20 21:54
0
1
На Энцеладе был замечен свежий лед в северном полушарии

На Энцеладе был замечен свежий лед в северном полушарии

Ученые использовали данные, собранные космическим аппаратом Кассини за 13 лет исследования системы Сатурна, чтобы сделать подробные изображения ледяной луны и выявить геологическую активность.

Новые составные изображения, сделанные с космического корабля Кассини, представляют собой наиболее подробные глобальные инфракрасные изображения спутника Сатурна Энцелада. И данные, использованные для создания этих изображений, предоставляют убедительные доказательства того, что северное полушарие Луны было покрыто льдом изнутри. Видимый и инфракрасный картографический спектрометр Кассини (VIMS) ...
21.09.20 20:15
0
0
Странные бури на Юпитере

Странные бури на Юпитере

На южном полюсе Юпитера таится поразительное зрелище даже для планеты-гиганта, покрытой красочными полосами, с большим красным пятном. Внизу у южного полюса планеты находится группа бурных штормов, расположенных в необычной геометрической форме.

С тех пор, как они были впервые обнаружены космическим зондом НАСА Juno в 2019 году, штормы стали для ученых загадкой. Штормы аналогичны ураганам на Земле. Но на нашей планете ураганы не собираются на полюсах и не кружатся друг вокруг друга в форме пятиугольника или шестиугольника, как это делают штормы Юпитера. Исследовательская группа, работающая в лаборатории Энди Ингерсолла, профессора планет...
24.09.20 23:33
0
2
Индийские астрономы открыли 70 новых переменных звезд

Индийские астрономы открыли 70 новых переменных звезд

Астрономы из Индии провели долгосрочное исследование фотометрической переменности рассеянного скопления NGC 559. В результате там они обнаружили 70 новых переменных звезд.

Звездные скопления предлагают отличные возможности для изучения звездной эволюции, поскольку представляют собой совокупность звезд с похожими свойствами, например, возрастом, расстоянием и начальным составом. В частности, астрономы часто ищут переменные звезды в скоплениях молодого и среднего возраста, что может иметь значение для улучшения понимания звезд до главной последовательности (PMS) и, сл...
23.09.20 16:55
0
0
Обнаружен первый ультра-горячий Нептун

Обнаружен первый ультра-горячий Нептун

Международная группа астрономов открыла первый ультра-горячий Нептун, вращающуюся вокруг звезды LTT 9779.

Планета вращается так близко к звезде, что год там длится всего 19 часов, а это означает, что звездное излучение нагревает планету до более чем 1700 градусов по Цельсию. При таких температурах тяжелые элементы, такие как железо, могут ионизироваться в атмосфере, а молекулы диссоциировать, что создает уникальную лабораторию для изучения химии планет за пределами Солнечной системы. Хотя мир весит ...
22.09.20 21:54
0
1
На Энцеладе был замечен свежий лед в северном полушарии

На Энцеладе был замечен свежий лед в северном полушарии

Ученые использовали данные, собранные космическим аппаратом Кассини за 13 лет исследования системы Сатурна, чтобы сделать подробные изображения ледяной луны и выявить геологическую активность.

Новые составные изображения, сделанные с космического корабля Кассини, представляют собой наиболее подробные глобальные инфракрасные изображения спутника Сатурна Энцелада. И данные, использованные для создания этих изображений, предоставляют убедительные доказательства того, что северное полушарие Луны было покрыто льдом изнутри. Видимый и инфракрасный картографический спектрометр Кассини (VIMS) ...
21.09.20 20:15
0