В Самарском университете создали новую программу для малых космических аппаратов. Этот алгоритм облегчает управление их движением при возникновении внештатных ситуаций, позволяя спутникам дольше и надежнее функционировать в условиях повреждений, словно «двигаясь на спущенных шинах».
Результаты работы опубликованы в журнале «Мехатроника, автоматизация, управление». Малые космические аппараты (МКА) применяются для исследования околоземного пространства.
Для эффективной работы требуется контролировать угловое движение таких аппаратов, отметил доцент Межвузовской кафедры космических исследований Самарского университета имени академика С. Королева Андрей Крамлих.
Жесткие ограничения по размерам МКА не позволяют размещать на борту запасные элементы или дополнительные системы, пояснил он. При этом износ в процессе эксплуатации или непредвиденные ситуации могут привести к частичной или полной неисправности системы управления, что ставит под угрозу выполнение миссии.
В Самарском университете разработали новые методы управления угловыми движениями МКА, способные работать при значительной деградации оборудования.
«Представьте, что вы ведете автомобиль с почти полностью спущенными двумя или тремя колесами. Остановиться нельзя, и запасных нет.
В таком случае вам придется уменьшить скорость и значительно активнее управлять рулем, то есть режим вождения значительно отличается от обычного.
Если такая ситуация случится с беспилотным аппаратом, алгоритм управления в подобных внештатных условиях должен быть заложен в программное обеспечение автопилота», — рассказал исследователь.
Как правило, срок службы космических аппаратов продлевают благодаря резервным системам на борту, которые выступают в роли «запасных колес», однако они уменьшают полезную нагрузку МКА, пояснил учёный.
Альтернативным решением может стать применение сложных программ управления, однако такие системы требуют настройки большого количества параметров, что затрудняет их адаптацию под различные МКА, отметили в университете.
Разработанная программа универсальна и не привязана к конкретному прибору, она может быть адаптирована для любого МКА, подчеркнул Крамлих. «Цена за возможность управлять аппаратом с изношенными механизмами — трёхкратное увеличение времени проведения манёвра.
Тем не менее, алгоритм способен обеспечить контроль движения космического аппарата даже при условии сохранности механизмов всего на пять процентов от первоначального состояния», — добавил он.
В дальнейшем специалист из Самарского университета намерен создать программные решения для поддержания управления МКА при других видах отказов систем.