РКС: Саморегулируемая технология управления многоспутниковыми орбитальными группировками

Основная статья: Космические спутники стран мира

2020: Разработка саморегулируемой технологии управления многоспутниковыми орбитальными группировками

18 ноября 2020 года Холдинг «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») сообщил о разработке саморегулируемую технологию управления многоспутниковыми орбитальными группировками с элементами искусственного интеллекта и минимальным участием человека. Она позволит в будущем автоматизировать управление спутниковыми группировками из тысяч космических аппаратов.

Особенностью технологии станет переход от применяемого точечного управления отдельными космическими аппаратами к управлению системным эффектом всей орбитальной группировки. В своей разработке специалисты РКС предлагают использовать методы согласованной самоорганизации – или гомеостаза, который позволит управлять орбитальной структурой, ее численностью, ресурсами системы, сетью передачи данных и орбитальной вычислительной сетью.

При существующей на ноябрь 2020 года в России космической группировке, состоящей из более чем 150 спутников, наземный автоматизированный комплекс ежесуточно проводит до 2 тысяч сеансов управления. Применяемая технология предполагает обслуживание каждого космического аппарата в отдельности: отслеживается его работоспособность и орбитальная позиция, парируются отклонения или угрозы.

Традиционная технология имеет свои лимиты – дальнейший рост группировки с учетом ограничений по наращиванию ресурсов управления создают вероятность коллапса. Данная же саморегулируемая технология позволит реализовать отечественные проекты многоспутниковых мультисервисных орбитальных группировок численностью от нескольких сотен до тысяч космических аппаратов для обеспечения навигации, связи, дистанционного зондирования Земли и других функций.

Руководитель проекта создания саморегулируемой технологии управления многоспутниковыми орбитальными группировками Александр Потюпкин:

Задачи управления сложной многоспутниковой орбитальной группировкой будут решаться на основе принципов гомеостаза как системной адаптации ко всему спектру факторов воздействия для установления динамического равновесия и целостности системы с учетом ресурсных факторов. Это позволит отказаться от ресурсозатратных «жестких» технологий управления отдельными спутниками, которые предполагают обязательное парирование негативных воздействий факторов деградации орбитальной группировки. Кроме того, будут реализованы технологии управления более высокого, системного уровня, включающие в себя целый комплекс вновь разрабатываемых методов управления, структуру технологического цикла управления и содержание задач информационного обеспечения.

Для данной системы управления разработчики предлагают иерархическую структуру. На ее верхних уровнях будут вводиться новые задачи управления системным и целевым эффектами. Система управления самостоятельно определит космические аппараты для формирования орбитальных структур для реализации различных целевых эффектов – проведения космической съемки поверхности, передачи информации или навигационного сигнала и других. Для этого она будет оценивать орбитальные позиции каждого спутника, их техническое состояние, наличие энергоресурса и запасы рабочего тела.

Для дальнейшего увеличения возможностей саморегулируемой системы для многоспутниковых орбитальных группировок предполагается использовать технологию GRID-систем путем создания глобального «виртуального суперкомпьютера» – объединения в единую сеть вычислительных мощностей автоматизированных систем управления и самих космических аппаратов.