В России разработана технология управления многофункциональными орбитальными группировками

Новая сетевая технология управления многоспутниковыми многофункциональными орбитальными группировками, построенная по принципам традиционной наземной сотовой связи, разработана холдингом «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») 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.

Заместитель генерального директора – генеральный конструктор РКС по бортовым системам и комплексам Геннадий ЕРОХИН: «Вопросы управления многоспутниковыми орбитальными группировками уже долгое время находятся в поле зрения специалистов космической отрасли. Есть некоторые успехи зарубежных партнеров, но они реализуют ограниченный набор функций. Наша же система позволяет выйти на новый уровень управления спутниковыми группировками».

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.

Заместитель генерального директора – генеральный конструктор РКС по наземным системам и комплексам Владимир ДЕНЕЖКИН: «Следует учитывать, что создание новой 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».

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».

Инициатор разработки новой технологии управления многоспутниковыми орбитальными группировками РКС Александр ПОТЮПКИН: «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».

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.

Сейчас мировыми технологическими лидерами управления многоспутниковыми группировками являются американские компании, но основой их успехов является развитая наземная инфраструктура. 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.