NASA розробило навігаційну систему для супутників, яка не потребує GPS і сигналів із Землі

NASA успішно випробувало на супутнику Star­ling систему автономної навігації FALCON (Fast Autonomous Lost-in-space Cat­a­log-based Opti­cal Nav­i­ga­tion). Вона дозволяє апарату визначати власне положення в просторі без GPS та будь-яких інших зовнішніх навігаційних мереж.

Замість зовнішнього сигналу система використовує бортові камери супутника. FALCON розпізнає інші космічні об’єкти в полі зору, звіряє їх із каталогом відомих орбіт і на основі їхнього розташування вираховує власну траєкторію.

Технічну основу системи становлять звичайні камери зіркового датчика Star­ling — прилади, які традиційно визначають орієнтацію апарата за яскравими зірками. NASA разом із компанією EraDrive, заснованою на базі Стенфордського університету, доповнили їх програмним забезпеченням Era-Core і новими алгоритмами обробки даних. До бортового каталогу увійшли 20 000 космічних об’єктів із розрахунковими орбітами, включно з супутниками та уламками космічного сміття.

Під час експерименту FALCON не лише визначила положення самого Star­ling, а й автономно уточнила орбіти спостережуваних об’єктів. За три доби система оновила дані щодо понад 200 об’єктів без жодного втручання операторів із Землі, причому отримані оцінки виявилися точнішими за початкові прогнози. У NASA назвали це першим подібним результатом для космічного апарата з оптичними камерами.

Технологія особливо актуальна для місій за межами земної орбіти, де GPS або недоступний, або не може слугувати основним джерелом навігаційних даних. Автономні супутники зможуть працювати в групах без постійної залежності від наземної інфраструктури, що критично важливо для майбутніх місій до Місяця та Марса. Крім того, ту саму технологію можна застосовувати для моніторингу космічного трафіку та запобігання зіткненням.

Star­ling — експериментальна місія NASA із чотирьох малих супутників, запущених у 2023 році. Наступний етап випробувань FALCON заплановано на цей рік: усі чотири апарати обмінюватимуться спостереженнями та спільно уточнюватимуть власне положення.

У перспективі така автономна навігація дозволить формувати розподілені угруповання супутників, які самостійно відстежуватимуть навколишній простір, уточнюватимуть положення одне одного та оновлюватимуть дані про об’єкти на орбіті без регулярних команд із Землі.