NASA наделило рой спутников коллективным «разумом» и испытало технологию в космосе

Новую и недавно испытанную технологию NASA по распределённому автоматическому роевому управлению множеством спутников в общих чертах можно описать лозунгом «Общайтесь между собой, будьте на одной волне и работайте вместе, чтобы выполнить работу!». Такой подход позволяет отдельным космическим аппаратам принимать независимые решения, сотрудничая друг с другом для достижения общих целей и всё это без участия человека.

Источник изображения: NASA

Технология DSA (Distributed Spacecraft Autonomy) была испытана в малом масштабе в космосе на орбите Земли и в несколько большем — в лаборатории NASA. Испытания в космосе проводились с августа 2023 года по май 2024 года (четыре кубсата NASA Starling были запущены ракетой Electron компании Rocket Lab в июле 2023 года). Стендовые испытания на Земле ведутся около двух лет, и их масштаб постепенно расширяется. В совокупности эти два подхода позволили NASA продвинуться вперёд в создании распределённых вычислительных мощностей для спутниковых группировок.

На орбите Земли четыре кубсата впервые автономно провели научное исследование ионосферы. Программное обеспечение не содержало подробного плана работ — каждый из спутников самостоятельно принимал решения по коррекции орбиты, обмениваясь данными с другими аппаратами в рое. Спутники принимали сигналы GPS и оценивали их задержки, которые изменялись в зависимости от плотности и состояния ионосферы планеты. На основании собранных данных, а также обмена ими между аппаратами, каждый спутник формировал своё собственное исследование, результатами которого делился с остальными. Совместно они планировали дальнейшие шаги.

В лаборатории NASA исследователи собрали имитацию роя спутников в серверной стойке, используя бортовые компьютеры кубсатов. Этот рой тестировался в моделируемых условиях низкой и высокой окололунной орбиты. Перед системой стояли задачи создания распределённой сети для оказания навигационных услуг в окололунном пространстве и на поверхности Луны, а также координации времени на спутниках (низкая гравитация заставляет часы на Луне «тикать» быстрее). Моделирование показало, что автоматическая система распределения задач в роевой группировке без участия человека успешно справляется с управлением 60 спутниками. На следующем этапе NASA планирует увеличить их число до 100 и продолжить наращивание группировки.

«Технология распределённой автономии космических аппаратов действительно уникальна, — поясняют в агентстве. — Программное обеспечение наделяет спутниковый рой научной задачей и “разумом” для её выполнения». В будущем число спутников станет слишком большим для контроля со стороны операторов, и к этому лучше подготовиться заранее.