РКС: Сетевая технология управления многоспутниковыми многофункциональными орбитальными группировками

2022: Представление технологии управления многофункциональными орбитальными группировками

30 марта 2022 года компания «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») сообщила, что, разработала сетевую технологию управления многоспутниковыми многофункциональными орбитальными группировками, построенную по принципам традиционной наземной сотовой связи для применения в космосе. Основой спутниковой сети станут «базовые станции», которые будут управлять «абонентами» через «автоматических операторов», - такой подход обеспечит контроль целостности системы, гибкость при формировании целевой архитектуры и минимизирует участие человека.

«Вопросы управления многоспутниковыми орбитальными группировками уже долгое время находятся в поле зрения специалистов космической отрасли. Зарубежные партнеры в этой области реализуют ограниченный набор функций. Наша же система позволяет выйти на следующий уровень управления спутниковыми группировками», - говорит Геннадий Ерохин, заместитель генерального директора - генеральный конструктор РКС по бортовым системам и комплексам.

Создание наземных и орбитальных систем управления спутниковыми группировками является одной из компетенций РКС. Специалисты ищут новые способы сократить «ручное управление» аппаратами, систематизируют технологии, которые уже в ближайшем будущем понадобятся для автоматизации работы на орбите. В перспективе предстоит перейти от однородных группировок к многофункциональным и научиться управлять многоагентными системами с сотнями и тысячами спутников, собрать воедино специализированные системы связи, навигации, дистанционного зондирования Земли.

«Следует учитывать, что создание системы управления многоспутниковыми орбитальными группировками является весьма сложной задачей и требует дальнейших экспериментов. В качестве практического шага для отработки групповой технологии управления можно предложить создание исследовательского летного кластера на базе космического аппарата, созданного по типу CubeSat или ТНС-0. Это даст возможность провести испытание двухуровневой системы управления Земля – космический аппарат-лидер – космический аппарат-ведомый», - говорит Владимир Денежкин, заместитель генерального директора – генеральный конструктор РКС по наземным системам и комплексам.

Виртуальный сотовый «оператор» будет функциональным дополнением к спутниковой группировке, его наделят искусственным интеллектом для самостоятельного обучения и принятия управляющих решений. А основой системы информационного обмена станет сеть спутников-ретрансляторов как составной части многофункциональной системы, которые выступят в роли орбитальных «сот». Специальная аппаратура будет связывать аппараты с орбитальными «базовыми станциями» и наземной инфраструктурой, они будут входить в сеть через бортовые модемы и ближайшую «соту».

«Сложное управление предполагает обязательные динамические операции, включая изменение режимов функционирования одновременно множества разнородных космических аппаратов. Необходим непрерывный контроль в режиме реального времени и оперативная реакция на изменения. Технология, построенная по принципу сетей сотовой связи с функционалом «автоматического оператора», является в данном случае одной из наиболее перспективных», - отмечает инициатор разработки технологии управления многоспутниковыми орбитальными группировками РКС Александр Потюпкин.

Для разработчиков важно обеспечить непрерывность информационного обмена между космическими аппаратами орбитальной многоагентной сети и создать алгоритмы устранения конфликтов между агентами. Для решения сложных информационных задач предполагается использование объединенных ресурсов всей многофункциональной системы - ее орбитальная структура, численность орбитальной группировки, варианты привлечения различных типов космических аппаратов будут меняться под конкретные задачи.

Системы управления многоспутниковыми группировками американских компаний основываются на развитой наземной инфраструктуре. Например, частная компания Planet использует 12 площадок со станциями на разных континентах в США, Великобритании, Новой Зеландии, Германии, Австралии. Россия также наращивает сеть наземных станций по мере развития своих группировок, однако понимание перспективы подталкивает к более креативным подходам в управлении космическими аппаратами.

Космос и спутниковые системы