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
SpaceX отправит четырех туристов на орбиту

SpaceX отправит четырех туристов на орбиту

SpaceX объявила о новом партнерстве для отправки четырех туристов на орбиту в рамках миссии, которая может состояться к 2022 году и обойдется в более чем 100 миллионов долларов.

Компания подписала соглашение с компанией Space Adventures, Вашингтон, которая служила посредником для отправки восьми космических туристов на Международную космическую станцию ??(МКС). Первым из них был Деннис Тито, который заплатил 20 миллионов долларов за восьмичасовое пребывание на МКС еще в 2001 году. Последним должен был стать основатель Cirque du Soleil Ги Лалиберте в 2009 году. Новых тур...
19.02.20 13:24
0
0
Ракета SpaceX промахнулась мимо корабля

Ракета SpaceX промахнулась мимо корабля

Компания SpaceX успешно запустила свой последний кластер спутников высокоскоростного интернета на орбиту, но не смогла посадить ракету-носитель на автономный корабль.

Частная компания, основанная миллиардером Илоном Маском, в последние годы произвела революцию в космических полетах, создав ракеты, способные доставлять полезную нагрузку в космос, затем возвращаться обратно на Землю и приземляться прямо в целевой зоне, готовой к повторному использованию. Уже было 49 успешных приземлений, и миссия в понедельник, 17 февраля, была бы 50-й. «У нас был своевременный...
18.02.20 23:02
0
4
Субмиллиметровая съемка протозвезд

Субмиллиметровая съемка протозвезд

Астрономы использовали Submillimeter Array для составления крупнейшего субмиллиметрового спектрального обзора молодых протозвезд.

Формирование звезд включает в себя сложные взаимодействия многих явлений, включая гравитационный коллапс, магнитные поля, турбулентность, звездную обратную связь и вращение облаков. Баланс между этими эффектами значительно различается между источниками, и астрономы приняли статистический подход для понимания типичной последовательности звездообразования на ранней стадии. Самая ранняя стадия называ...
17.02.20 22:53
0
3
Конфеты и сыр отправились на МКС

Конфеты и сыр отправились на МКС

В субботу к Международной космической станции вылетел грузовой корабль, перевозящий конфеты и сыр для астронавтов.

Northrop Grumman запустила капсулу Cygnus с побережья Вирджинии. Почти 4-тонный груз должен прибыть в орбитальную лабораторию во вторник. За последнюю неделю потребовалось три попытки, чтобы поднять ракету Антарес с площадки, и она, наконец, взлетела в 23:21 по мск (15:21 по восточному времени). Помимо обычных экспериментов и снаряжения, в капсуле находятся сыры чеддер и манчего (испанский твёрды...
16.02.20 16:31
0
0
SpaceX отправит четырех туристов на орбиту

SpaceX отправит четырех туристов на орбиту

SpaceX объявила о новом партнерстве для отправки четырех туристов на орбиту в рамках миссии, которая может состояться к 2022 году и обойдется в более чем 100 миллионов долларов.

Компания подписала соглашение с компанией Space Adventures, Вашингтон, которая служила посредником для отправки восьми космических туристов на Международную космическую станцию ??(МКС). Первым из них был Деннис Тито, который заплатил 20 миллионов долларов за восьмичасовое пребывание на МКС еще в 2001 году. Последним должен был стать основатель Cirque du Soleil Ги Лалиберте в 2009 году. Новых тур...
19.02.20 13:24
0
0
Ракета SpaceX промахнулась мимо корабля

Ракета SpaceX промахнулась мимо корабля

Компания SpaceX успешно запустила свой последний кластер спутников высокоскоростного интернета на орбиту, но не смогла посадить ракету-носитель на автономный корабль.

Частная компания, основанная миллиардером Илоном Маском, в последние годы произвела революцию в космических полетах, создав ракеты, способные доставлять полезную нагрузку в космос, затем возвращаться обратно на Землю и приземляться прямо в целевой зоне, готовой к повторному использованию. Уже было 49 успешных приземлений, и миссия в понедельник, 17 февраля, была бы 50-й. «У нас был своевременный...
18.02.20 23:02
0
4
Субмиллиметровая съемка протозвезд

Субмиллиметровая съемка протозвезд

Астрономы использовали Submillimeter Array для составления крупнейшего субмиллиметрового спектрального обзора молодых протозвезд.

Формирование звезд включает в себя сложные взаимодействия многих явлений, включая гравитационный коллапс, магнитные поля, турбулентность, звездную обратную связь и вращение облаков. Баланс между этими эффектами значительно различается между источниками, и астрономы приняли статистический подход для понимания типичной последовательности звездообразования на ранней стадии. Самая ранняя стадия называ...
17.02.20 22:53
0
3
Конфеты и сыр отправились на МКС

Конфеты и сыр отправились на МКС

В субботу к Международной космической станции вылетел грузовой корабль, перевозящий конфеты и сыр для астронавтов.

Northrop Grumman запустила капсулу Cygnus с побережья Вирджинии. Почти 4-тонный груз должен прибыть в орбитальную лабораторию во вторник. За последнюю неделю потребовалось три попытки, чтобы поднять ракету Антарес с площадки, и она, наконец, взлетела в 23:21 по мск (15:21 по восточному времени). Помимо обычных экспериментов и снаряжения, в капсуле находятся сыры чеддер и манчего (испанский твёрды...
16.02.20 16:31
0