В Самарском университете создали новую программу для управления малыми космическими аппаратами. Разработанный алгоритм упрощает процесс контроля движения спутников в нештатных ситуациях, что позволяет им дольше и надежнее функционировать даже при значительном износе систем.
Результаты работы опубликованы в журнале «Мехатроника, автоматизация, управление». Малые космические аппараты (МКА) применяются для исследования околоземного пространства.
Для таких задач важно эффективно управлять угловым движением спутников, отметил доцент Межвузовской кафедры космических исследований Самарского университета им. академика С.
Королева Андрей Крамлих объяснил, что жесткие ограничения по размеру и массе МКА не позволяют устанавливать резервные компоненты или системы на борту.
В процессе эксплуатации или при возникновении непредвиденных ситуаций системы управления могут выйти из строя или получить повреждения, что ставит под угрозу успех всей миссии, пояснил эксперт. В ответ на это в Самарском университете разработали новые методы контроля углового движения МКА в условиях сильного износа оборудования.
«Представьте автомобиль, у которого практически сдулись два-три колеса. Останавливаться нельзя, а запасных колес нет.
В такой ситуации расход топлива будет выше, а управление нужно выполнять значительно более активно, чем обычно. Режим управления становится совсем другим по сравнению со стандартным», — объяснил он.
По словам исследователя, если аналогичная проблема возникает у беспилотного космического аппарата, то алгоритмы управления в подобной внештатной ситуации должны быть заранее запрограммированы в систему автопилота.
В традиционном подходе срок работы космических аппаратов продлевается за счет наличия резервных систем — своего рода «запасных колес», но это снижает полезную нагрузку МКА, добавил ученый. Также используется внедрение сложных программных комплексов, однако они требуют настройки большого числа параметров и отличаются высокой сложностью адаптации под разные аппараты, отметили в университете.
Новое программное решение является универсальным, не привязанным к конкретному аппарату, и может быть адаптировано для любых МКА, подчеркнул Крамлих. «Цена за возможность сохранять управление спутником с изношенной системой — увеличение времени выполнения маневра в три раза.
Тем не менее, программа позволяет сохранять контроль над движением космического аппарата даже при утрате работы механизмов до пяти процентов от их первоначального состояния,» — уточнил специалист. В дальнейшем он планирует разработать программные методы для обеспечения управления МКА при других типах отказов систем.