Автономные рои спутников: как NASA создаёт будущее космических миссий
Астронавты, живущие и работающие на Луне и Марсе, будут полагаться на спутники для навигации, прогнозирования погоды и связи. Автоматизация управления спутниками позволит исследователям сосредоточиться на критически важных задачах вместо ручного контроля каждого аппарата.
Долгосрочные миссии потребуют тесного взаимодействия между системами на Земле и других планетах. Спутники на орбите Луны, Марса или в дальнем космосе сталкиваются с задержками связи с Землёй, что снижает эффективность их работы.
Решение предлагает проект Distributed Spacecraft Autonomy (DSA) под руководством Исследовательского центра NASA им. Эймса. DSA тестирует, как распределённая автономия между спутниками превращает их рой в самоуправляемую систему, способную принимать решения и адаптироваться к изменениям без постоянного вмешательства человека.
Автономные спутники могут выполнять задачи без ожидания команд с Земли. Распределяя автономию по группе аппаратов, NASA создаёт «коллективный разум», позволяющий рою решать задачи, недоступные одиночным спутникам.
Программное обеспечение DSA получает список целей, анализирует возможности каждого аппарата (наблюдаемые объекты, приоритеты) и формирует оптимальный план действий для всего роя. Математические модели и древовидные алгоритмы помогают рою выбирать дальнейшие шаги, реагировать на изменения или устранять неполадки.
Распределение задач
Первое испытание DSA в космосе началось на рое из четырёх спутников Starling в июле 2023 года. Starling первым использовал DSA для оптимизации научных наблюдений, самостоятельно выбирая цели. Это позволило собрать данные об ионосфере Земли, которые могли быть упущены при ручном управлении.
Каждый спутник Starling измерял электронную плотность плазмы между аппаратами и GPS-спутниками, фиксируя быстрые изменения в ионосфере. DSA распределял нагрузку между четырьмя аппаратами. Если один выходил из строя, остальные автоматически компенсировали его задачи.
Starling 1.0 достиг нескольких прорывов: первая полностью автономная операция группы спутников, первое использование межспутниковой связи для обмена данными и первое применение системы автоматического планирования на борту. Эти успехи заложили основу для миссии Starling 1.5+.
Помощь на орбите
После успеха Starling 1.0 команда внедрила в DSA язык PLEXIL, разработанный NASA для автоматизации сложных операций. На Starling PLEXIL позволил рою самостоятельно устранять неполадки и обновлять ПО, что критически важно для глубокого космоса, где задержки связи с Землёй достигают часов.
Лунное моделирование
Для проверки масштабируемости DSA учёные смоделировали рой спутников, предоставляющих услуги навигации на Луне, аналогичные земному GPS. Двухлетние тесты с виртуальными аппаратами на различных орбитах подготовили почву для испытаний более крупных роёв в 2026 году.
Будущее роёв
Технологии DSA открывают путь для автономных миссий к Луне, Марсу и дальше. Снижение затрат, повышение надёжности и способность роёв к самоорганизации радикально изменят освоение космоса. В ближайшие десятилетия мы увидим, как спутниковые стаи строят коммуникационные сети для колоний на Марсе, исследуют астероиды и даже формируют «щит» против космического мусора.
Перспективы: рои как основа межпланетной инфраструктуры
Учёные NASA уже разрабатывают сценарии, где DSA-управляемые рои станут многофункциональными платформами. Например, на Луне они смогут объединяться в ретрансляционную сеть для роверов, а на орбите Марса — оперативно перенастраиваться под changing research goals. В долгосрочной перспективе коллективный интеллект спутниковых роёв может стать основой для автономных космических станций, способных к самовосстановлению и эволюции.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
