ЕКА собирается использовать машинное обучение для защиты спутников от очень реальной и растущей опасности космического мусора.
Агентство разрабатывает систему предотвращения столкновений, которая будет автоматически оценивать риск и вероятность столкновений в космосе, улучшать процесс принятия решений о том, нужен ли маневр или нет, и может даже посылать приказы спутникам, находящимся в зоне риска, уйти с дороги.
Такие автоматизированные решения могут и должны приниматься на борту спутников, которые будут непосредственно информировать других операторов на земле и спутники на орбите о своих намерениях. Это будет иметь важное значение для обеспечения того, чтобы автоматизированные решения не мешали планам маневра других спутников.
По мере того как эти интеллектуальные системы будут собирать все больше данных и получать больше опыта, они будут все лучше и лучше предсказывать то, как будут развиваться рискованные ситуации. В конечном итоге это означает, что ошибки в принятии решений снизятся, что приведет также к снижению стоимости подобных операций.
"Существует необходимость в надлежащем управлении космическим движением, с четкими протоколами связи и большей автоматизацией", - говорит Хольгер Краг, руководитель отдела космической безопасности ЕКА.
"Это то, как разные управления воздушным движением работали в течение многих десятилетий, а теперь все эти операторы должны собраться вместе, чтобы выработать новую координацию своих действий".
Полет в космос уже не тот, что раньше. Теперь мы сталкиваемся с остатками прошлых орбитальных полетов, которые до сих пор находятся на орбите земли.
После примерно 5450 запусков с начала космической эры в 1957 году, количество мусора находящегося на орбите, по состоянию на январь 2019 года, было:
34 000 объектов размером более 10 см
900 000 объектов от 1 см до 10 см
128 000 000 объектов от 1 мм до 10 см
Ручное предотвращение столкновений
Из-за этого мусора, ставшего обычным для операторов на орбитах с высоким трафиком, приходится тратить время на защиту своих космических аппаратов. Любое столкновение с космическим мусором будет катастрофическим, поэтому приходится выполнять «маневры предотвращения столкновений» - в основном посылая команды своим космическим аппаратам, чтобы уйти с пути.
Такие маневры зависят от достоверных, точных и своевременных данных космического наблюдения, предоставляемых, например, американской сетью космического наблюдения, служащей основой для "сообщений о сближении" или CDMs. Они предупреждают о возможном столкновении их космических аппаратов с другим спутником или космическим объектом.
Для типичного спутника на низкой околоземной орбите каждую неделю выдаются сотни предупреждений. Для большинства риск столкновения уменьшается по мере того, как проходит неделя и собирается больше информации, но для некоторых риск считается достаточно высоким, чтобы потребовались дальнейшие действия.
Для текущего парка космических аппаратов ЕКА на этих низких орбитах выдается около двух предупреждений в неделю на каждый спутник, что требуют подробного наблюдения со стороны аналитика. Это включает в себя многочасовой анализ расстояния между двумя объектами, их вероятного положения в будущем, неопределенностей в наблюдениях и, следовательно, в расчетах и в конечном итоге вероятности их столкновения.
Если вероятность больше чем 1:10 000 начинается работа различных команд для подготовки маневра предотвращения столкновения и передачи нужных команд на спутник.
Маневр должен быть проверен, чтобы гарантировать, что он будет иметь ожидаемый эффект, и, например, не приближает космический аппарат к другому объекту или даже не навредит другому объекту.
В среднем ЕКА выполняет более одного маневра по предотвращению столкновений на каждый спутник в год, причем подавляющее большинство из них связано с космическим мусором.
Хотя такие маневры в конечном счете защищают космические аппараты, они также нарушают их нормальный график работы, задерживая или прерывая научные наблюдения или связь, а главное используют дефицитное топливо, уменьшая срок службы.
Новый космос
Поскольку число небольших частных спутников на орбите резко увеличивается, началась эра "нового пространства".
Большинство спутников работают в одиночку, но было объявлено о тысячах, которые будут запускаться в больших созвездиях - огромные сети спутников, летающих вместе на относительно низких орбитах - с целью обеспечения глобального охвата, будь то для телекоммуникаций или наблюдения за Землей.
Некоторые компании начали выводить такие крупные созвездия на низкую околоземную орбиту, чтобы обеспечить регулярный доступ в интернет регионам, не имеющим необходимой инфраструктуры. Такие компании как Amazon и Boeing объявили о подобных планах на будущее.
Это означает, что скоро у нас будет больше активных спутников на орбите, чем было запущено раньше в истории космических полетов.
Такие созвездия, приносят огромную пользу людям на Земле, но и будут источником огромных проблем при долгосрочной работе в космосе, если мы не изменим способ нашей работы.
Поскольку космические магистрали над землей становятся все более загруженными, а низкие орбиты становятся все более распространенными, текущий ручной процесс расчета рисков столкновения и определения того, как космический аппарат должен реагировать, будет слишком медленным и трудоемким, чтобы быть эффективным.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20191023175519
Обозрение "Terra & Comp".
