纳米卫星的集体行为


来自Skoltech空间中心(SSC)的科学家们开发了用于科学测量的纳米卫星交互算法,使用立方体卫星的四面体轨道形成,交换数据并应用插值算法来实时创建本地物理测量地图。本研究以地磁场测量为例,表明这些数据可被其他卫星用于姿态控制,因此,以数据即服务的方式提供。信贷Skoltech

来自Skoltech空间中心(SSC)的科学家们开发了用于科学测量的纳米卫星交互算法,使用立方体卫星的四面体轨道形成,交换数据并应用插值算法来实时创建本地物理测量地图。

本研究以地磁场测量为例,表明这些数据可被其他卫星用于姿态控制,因此,以数据即服务的方式提供。这项研究发表在《太空研究进展》杂志上。

SSC是纳米卫星群项目(“Roy MKA”)的研究领导,该项目由几所俄罗斯大学组成的财团执行,并包括在国际空间站的实验项目中,由RSC能源公司领导。“Roy MKA”的目标是部署立方体卫星的自主小组,并验证它们的群体行为。

在“罗伊MKA”实验中,SSC的研究人员提出了一个四面体结构,它提供了在轨道上任何一点测量地磁场的能力。该系统是完全自主的,这意味着卫星可以处理和更新机载测量数据,并通过插值预测磁场值。

“我们使用克里格插值法,这有助于根据其特征(自相关)选择磁场值。由于磁场是三维的,我们必须使用一个四面体,一个平面上有三个点的最简单的三维单纯形。因此,我们选择了4颗卫星编队作为这项任务的最小可能配置。我们的项目可能是第一个创建这样的纳米卫星结构的项目,”该研究的第一作者、Skoltech的博士生Anton Afanasev解释道。

研究表明,克里金插值器是处理小卫星数据时的通用工具。卫星交换它们的位置和测量数据,创建一个自组织系统,能够展示集体行为和执行星座常见的任务,这是“Roy MKA”项目的关键目标。

“这项研究的一个重要的实际结果是,它可以改善使用磁强计(磁场传感器)的姿态控制和站位保持系统的性能。值得注意的是,改进的姿态控制也可以被刚好在交换磁场数据的卫星群附近的其他航天器使用,并使用克里格算法使它们更精确。处理群测量可以发展成一种gps类型的服务,可以分配磁场值,而不是物体的速度和坐标,”Anton补充道。

这种新方法可以通过使用更便宜的传感器,以更低的总成本建造大型星座。

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Skoltech是一所位于俄罗斯的私立国际大学。Skoltech成立于2011年,与麻省理工学院(MIT)合作,致力于培养科学、技术和商业领域的新一代领导者,在突破性领域开展研究,正在推动技术创新,以解决俄罗斯和世界面临的关键问题为目标。斯科尔科技专注于六个优先领域:数据科学和人工智能、生命科学、先进材料和现代设计方法、能源效率、光子和量子技术以及先进研究。网站:https://www.skoltech.ru/。

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