EuroWire , MOSKWA: Rosyjski naukowiec opracował algorytm mający na celu przyspieszenie obliczania parametrów manewrów statków kosmicznych na podstawie minimalnych obserwacji naziemnych. To rozwiązanie może pomóc operatorom szybciej aktualizować trajektorie satelitów i poprawić unikanie kolizji na orbicie okołoziemskiej. Praca została ogłoszona przez Uniwersytet RUDN 12 kwietnia i koncentruje się na metodach opracowanych przez Andrieja Baranowa, profesora Akademii Inżynierii tego uniwersytetu i czołowego badacza w Instytucie Matematyki Stosowanej im. Keldysza.
Badania bazowe zostały opublikowane w czasopiśmie „Symmetry” w maju 2024 roku i koncentrują się na określeniu, jak zmieniła się orbita statku kosmicznego po manewrze, bez konieczności oczekiwania na długie kampanie obserwacyjne. Według uniwersytetu i autorów publikacji, metoda może działać na podstawie jednej lub dwóch krótkich serii pomiarów optycznych wykonanych z Ziemi, wykorzystując dane rektascensji i deklinacji do oszacowania parametrów manewru i zaktualizowanej ścieżki statku kosmicznego na orbicie.
To podejście rozwiązuje uporczywy problem w śledzeniu ruchu w przestrzeni kosmicznej, gdzie satelita, który zmienił orbitę, może być tymczasowo trudniejszy do dokładnego modelowania, dopóki nie zostanie zebrana wystarczająca liczba nowych obserwacji. Metoda Baranowa ma na celu skrócenie tej luki poprzez ekstrakcję informacji po manewrach z minimalnej liczby pomiarów. Badania obejmują orbity zbliżone do kołowych i mają na celu między innymi przyspieszenie aktualizacji katalogów obiektów manewrujących, w tym satelitów działających na orbicie geostacjonarnej.
Śledzenie orbity satelity
RUDN poinformował, że algorytm można zastosować zarówno do krótkich manewrów impulsowych, jak i dłuższych manewrów wykonywanych z użyciem silników o niskim ciągu. W praktyce metoda ma na celu określenie momentu uruchomienia silnika, wielkości wynikającej z tego zmiany prędkości oraz przesunięcia orbity statku kosmicznego po wykonaniu manewru. W artykule opisano również techniki półanalityczne mające na celu skrócenie czasu obliczeń, co zyskuje na znaczeniu w miarę wzrostu liczby aktywnych satelitów wymagających rutynowego monitorowania.
Badania wykraczają poza aktywne statki kosmiczne i obejmują obiekty pasywne, których ruch może być trudniejszy do przewidzenia za pomocą modeli standardowych. Artykuł Baranova opisuje sposób szacowania stałych przyspieszeń zakłócających działających na odłamki i zużyty sprzęt, w tym obiekty o dużej powierzchni, które są bardziej wrażliwe na siły takie jak ciśnienie promieniowania słonecznego czy opór atmosferyczny. Uwzględniając te efekty z bardzo ograniczonych obserwacji, metoda ta ma na celu ulepszenie obliczeń ruchu w przyszłości dla katalogów odłamków wykorzystywanych w analizie koniunkcji i nadzorze kosmicznym.
Rośnie ciśnienie śledzenia zanieczyszczeń
RUDN poinformował, że metoda została już przetestowana na rzeczywistych danych z satelitów geostacjonarnych i wykazała błędy parametrów manewru mierzone w ułamkach procenta w eksperymentach. Uniwersytet poinformował, że system jest gotowy do praktycznego zastosowania w ośrodkach śledzenia kosmosu. Ogłoszenie jest kontynuacją wcześniejszych badań Baranowa nad powiązanymi problemami wyznaczania orbit, w tym pracy opublikowanej w 2022 roku na temat oceny przyspieszeń zakłócających na podstawie minimalnych obserwacji optycznych, co wskazuje na kontynuację badań skoncentrowanych na szybszej rekonstrukcji orbity na podstawie rozproszonych danych.
Ogłoszenie nastąpiło w momencie, gdy zatłoczenie orbity stale rośnie. RUDN podał, że na orbicie okołoziemskiej działa około 5000 satelitów manewrujących, a Europejska Agencja Kosmiczna w swoim Raporcie o Środowisku Kosmicznym 2025 stwierdziła, że sieci obserwacji kosmicznej śledzą około 40 000 obiektów, w tym około 11 000 aktywnych ładunków. ESA oszacowała również, że na orbicie znajduje się ponad 1,2 miliona śmieci kosmicznych o średnicy powyżej 1 centymetra, co podkreśla rosnącą wartość operacyjną szybszego i dokładniejszego śledzenia po manewrach.
Artykuł Algorytm bezpieczeństwa satelitów przyspiesza śledzenie orbity w Rosji pojawił się jako pierwszy w UK Roundup .