В Самарском университете создали новую программу для малых космических аппаратов, которая облегчает управление их движением в аварийных ситуациях. Благодаря этому алгоритму спутники могут дольше и надежнее функционировать даже при критических неисправностях, словно «едут на спущенных шинах».
Итоги разработки опубликованы в журнале «Мехатроника, автоматизация, управление». Малые космические аппараты (МКА) применяются для исследований ближнего космоса.
Для успешного выполнения этих задач необходимо контролировать угловое движение аппаратов, пояснил доцент Межвузовской кафедры космических исследований Самарского университета имени академика С. Королёва, Андрей Крамлих.
Из-за жестких ограничений по размерам МКА невозможно установить на них запасные детали или системы, отметил эксперт.
При эксплуатации износ оборудования или непредвиденные проблемы могут повредить или вывести из строя системы управления, что грозит провалом миссии, добавил он. Для решения данной задачи в университете создали алгоритмы управления угловым движением МКА, способные эффективно работать даже при серьезной деградации устройств.
«Представьте ситуацию, когда вы ведете автомобиль с двумя или тремя почти пустыми шинами, при этом нельзя останавливаться и нет запасных колес.
В таком случае вам придется снижать скорость и значительно более активно управлять рулем, что сильно отличается от стандартного вождения.
Если подобная ситуация случится с беспилотным космическим аппаратом, алгоритм управления в подобных аварийных условиях должен быть заранее заложен в систему автопилота», — пояснил разработчик.
Обычно для продления срока службы космических устройств используют резервные системы — аналоги «запасных колес», которые, однако, усложняют конструкцию и уменьшают полезную нагрузку МКА, заметил ученый. Другой подход — внедрение более сложных программ управления, но такие решения требуют настройки большого числа параметров, что снижает их универсальность, пояснили в университете.
Разработанная программа не привязана к конкретной платформе и может быть адаптирована под любые малые космические аппараты, подчеркнул Крамлих. «Единственным недостатком сохранения управляемости при износе является увеличение времени выполнения маневров примерно втрое.
Тем не менее, алгоритм обеспечивает контроль движения аппарата даже тогда, когда работоспособность его механизмов составляет всего около пяти процентов от изначальных показателей», — уточнил он. В дальнейшем специалист планирует разработать программные решения, позволяющие поддерживать контроль МКА при других типах отказов систем.