Малые космические аппараты применяются для мониторинга и исследования околоземного пространства, и для выполнения этих задач требуется точное управление их угловым движением.
Как пояснил доцент Межвузовской кафедры космических исследований Самарского университета Андрей Крамлих, конструктивные ограничения МКА не позволяют размещать на борту резервные узлы и дублирующие системы.
Из-за износа оборудования или непредвиденных внешних факторов элементы системы управления могут частично или полностью выйти из строя. В таких условиях стандартные алгоритмы перестают работать, что ставит под угрозу всю космическую миссию. Именно для подобных сценариев в университете предложили новые способы управления аппаратом при высокой степени отказов.
Суть подхода исследователь объясняет на бытовом примере: движение автомобиля с почти полностью спущенными колесами. В такой ситуации невозможно ехать в обычном режиме, приходится снижать скорость и постоянно корректировать траекторию. Аналогично и с беспилотным космическим аппаратом — в его программное обеспечение должен быть заранее заложен особый режим управления для критических условий.
Традиционно надежность спутников повышают за счет резервных систем, однако для малых аппаратов это означает снижение полезной нагрузки. Альтернативой являются сложные программные комплексы, но они требуют настройки большого числа параметров и плохо подходят для универсального применения. Предложенный самарскими учеными алгоритм, напротив, не привязан к конкретной модели и может быть адаптирован под различные МКА.
Как уточнил Андрей Крамлих, использование новой программы увеличивает время выполнения маневров примерно в три раза, однако взамен позволяет сохранять контроль над аппаратом даже при сохранности механизмов на уровне около пяти процентов от первоначального состояния.
В дальнейшем разработчики планируют создать программные решения и для других типов отказов бортовых систем малых космических аппаратов. Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
