NASA впервые испытала автономную навигацию спутников без GPS

NASA объявило об успешном завершении первого этапа эксперимента по автономной навигации спутников, не зависящей от GPS. В рамках миссии Starling, состоящей из четырех малых аппаратов на низкой околоземной орбите, была протестирована бортовая система FALCON, которая использует оптические камеры и каталог известных космических объектов для определения положения аппарата.

Название FALCON расшифровывается как Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation — «быстрая автономная оптическая навигация по каталогу для аппаратов, потерявшихся в космосе». Система была разработана совместно с компанией EraDrive, возникшей на базе исследовательской группы Стэнфордского университета.

Как работает FALCON

Спутники Starling, оснащенные камерами, наблюдают за другими космическими объектами, включая спутники и космический мусор. Полученные изображения сопоставляются с бортовым каталогом, содержащим данные примерно о 20 000 объектов, собранные из открытых источников Министерства обороны США. После подтверждения наблюдаемых объектов система использует их как ориентиры для определения собственной орбиты.

Эксперимент показал, что FALCON способна не только определять положение аппарата, но и уточнять орбиты других объектов. За первые три года работы система помогла уточнить траектории 200 отдельных объектов, причем эта работа выполнялась полностью автономно, без участия операторов на Земле, и заняла всего три дня.

Перспективы применения

Разработка имеет стратегическое значение для NASA, которое планирует новые миссии за пределами околоземной орбиты, включая возвращение астронавтов на Луну в рамках программы «Артемида IV» в 2028 году и создание лунной базы. FALCON может поддерживать группировки лунных спутников, распределенные научные миссии и пилотируемые исследования.

Помимо гражданских задач, технология вызывает интерес у Министерства обороны США, обеспокоенного уязвимостью навигационных спутников перед потенциальными противниками. В начале года Космические силы США запустили инициативу SpaceWERX по поиску альтернативных решений для определения местоположения, навигации и точного времени в космосе.

Как отмечают в NASA, возможность автономно определять собственную орбиту с помощью оптических камер стала первой в своем роде. Дополнительные эксперименты показали, что бортовая система Starling может прогнозировать положение объектов точнее, чем данные наземных станций.

NASA планирует продолжать эксперимент как минимум до 2028 года, чтобы накопить больше данных перед использованием технологии в лунных и марсианских миссиях. Автономная навигация в дальнем космосе не только повысит точность научных измерений, но и обеспечит безопасное движение аппаратов между планетами.