Наноспутникам подарили «критическое мышление»

Ученые Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П.Королева разработали и изготовили прототип интеллектуальной системы управления для наноспутников. Созданный ими единый комплекс управления, навигации и связи (КУНС) сможет в различных нештатных ситуациях на орбите принимать самостоятельные решения на основе заложенных в него алгоритмов. Работы выполняются в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ). По замыслу ученых, «электронный интеллект» на борту спутника повысит надежность работы космического аппарата, а также удешевит его электронную начинку.

Большинство наноспутников сталкиваются с неполадками бортовых систем еще в первый год работы на орбите. Миниатюрный размер таких космических аппаратов не дает возможности для резервирования жизненно важных систем. Поэтому сбой в одной из них способен полностью вывести из строя миниатюрный спутник.

Тем не менее, по словам ученых, все многообразие возможных ситуаций заложить в «электронный мозг» в виде готового дерева решений затруднительно, поэтому они предложили подход, основанный на использовании избыточного состава измерительных средств и гибкого алгоритмического обеспечения.

С помощью лабораторных экспериментов, проводимых в университетском Центре испытаний и отработки наноспутников (ЦИОН), ученые закладывают возможные ошибки, которые влияют на измерительные средства. В ходе наземной отработки каждому измерительному средству присваивается коэффициент, названный учеными «коэффициентом достоверности измерений».

Заложенные в КУНС модели алгоритмов и коэффициенты будут также учитывать «старение» компонентов бортовых систем под воздействием факторов космического полета — например, характеристики датчиков системы спутника с течением времени становятся хуже первоначально заявленных производителем, в системе накапливаются ошибки, панели солнечных батарей постепенно деградируют из-за метеорной эрозии, радиационного излучения и других факторов космического пространства.

Разработчики КУНС предусмотрели решение и на случай отказа бортового компьютера — тогда часть его задач могут рассчитываться на контроллерах навигационного приемника.

Создаваемый комплекс управления, навигации и связи не является узкоспециализированным, и в перспективе его можно будет применять на спутниках различного типа. По мнению ученых, их технология открывает возможность создания массовых платформ для космических аппаратов нанокласса. Предложенный ими метод алгоритмической компенсации позволит добиться достаточной надежности наноспутников без использования специальной радиационностойкой элементной базы, стоимость которой на порядки превышает цену стандартных электронных компонентов.

Понравился наш материал? Подписывайся на «Популярный университет» в социальных сетях: ВКонтакте, Facebook, Twitter, Telegram.