С увеличением числа спутников и космических аппаратов, требующих обслуживания, американские ученые предложили новый подход к решению этой задачи. Их метод позволяет нескольким CubeSat работать совместно, минимизируя риск столкновений и расход топлива.

Разработка алгоритма началась с анализа текущих проблем, связанных с обслуживанием космических аппаратов. В условиях, когда расстояния в космосе могут достигать миллионов километров, исследователи столкнулись с необходимостью создать систему, которая бы обеспечивала безопасное взаимодействие между CubeSat. Алгоритм гарантирует, что аппараты будут находиться на расстоянии не менее пяти метров друг от друга, что критично для предотвращения столкновений.

Аспирант Рутвик Боммена и его научный руководитель Робин Вуллендс протестировали алгоритм, смоделировав группы из двух, трех и четырех CubeSat, которые транспортируют модульные компоненты между обслуживающим аппаратом и космическим телескопом. Эта работа потребовала значительных вычислительных ресурсов, поскольку траектории, которые необходимо было рассчитать, представляют собой сложные задачи.

Боммена отметил, что основная сложность заключалась в масштабах расстояний. Например, орбита космического телескопа Джеймса Уэбба находится на расстоянии около 1,5 миллионов километров от Земли, что требует точных расчетов для успешного выполнения миссии. Для оптимизации траекторий исследователи применили косвенные методы, которые обеспечивают эффективность расхода топлива.

Кроме того, они разработали систему, которая позволяет рассматривать траектории как отдельные сегменты, а не разбивать их на множество дуг. Это значительно упрощает вычисления и делает процесс более эффективным. В итоге, новый алгоритм не только решает проблемы навигации в космосе, но и может найти применение в других областях, где требуется планирование траекторий, например, в логистике или робототехнике.

Новый метод вполне может стать важным инструментом для будущих космических миссий, обеспечивая безопасность и эффективность обслуживания космических аппаратов.