Просторове управління великими угрупуваннями малих супутників.
DOI:
https://doi.org/10.34121/1028-9763-2021-2-3-14Ключові слова:
satellite constellations and mega-constellations, global communication, Earth and space observation, Spatial Grasp Technology, constellation management, recursive spatial scenarios, space debris, угрупування супутників та мега-угрупування, глобальні комунікації, спостереження за Землею та космосом, Технологія просторового захоплення, управління угрупуваннями, рекурсивні просторові сценарії, космічне сміттяАнотація
Згідно з прогнозами, внаслідок запланованого запуску угрупувань супутників, розміри яких дають можливість називати їх мега-угрупуваннями, кількість супутників на низьких навколоземних орбітах у найближчі роки зросте до понад 100 000 одиниць. Такі системи використовуються насамперед для здійснення спостереження за Землею і космосом, забезпечення глобальних комунікацій, а також глобальної безпеки й оборони. Проте, не зважаючи на їх ефективність, запуск та керування угрупуваннями супутників супроводжуються багатьма проблемами, серед яких потреба в удосконаленні міжсупутникових ліній зв’язку, налагодження бортового управління, встановлення надпотужних терміналів та шлюзів на Землі, уникнення зіткнень з іншими супутниками і космічним сміттям тощо. До сьогоднішнього дня не було запропоновано жодних системних моделей та інфраструктури для угрупувань супутників такого розміру. У статті підсумовуються ідеї розробленої Технології просторового захоплення (ТПЗ) і її високорівневої Мови просторового захоплення (МПЗ), а також досліджується їх ефективність в управлінні великими угрупуваннями супутників. Вбудовування взаємопов’язаних інтерпретаторів ТПЗ в усі супутники угрупування дозволяє перетворити його на інтелектуальну систему, здатну автономно вирішувати численні проблеми, зменшуючи зв'язок зі складними наземними антенами. У статті представлено декілька основних операцій, які можна здійснювати на угрупуваннях супутників. Серед них, зокрема, можливість трансляції повідомлень до цілого угрупування, збір інформації з усіх супутників, а також проведення реструктуризації всього угрупування. Виходячи з досвіду роботи з попередніми версіями ТПЗ, підхід, заснований на вірусоподібному покритті великих просторів, можна застосовувати навіть в університетських умовах. Використання рекурсивних сценаріїв у ТПЗ є набагато зручнішим за інші підходи, що, у свою чергу, відіграє важливу роль у зменшенні навантаження та уникненні втручання в інші космічні комунікації.Посилання
1. Dredge K., M. von Arx, Timmins I. LEO constellations and tracking challenges. URL: www.satelliteevolution.com.
2. Curzi G., Modenini D., Tortora P. Review Large Constellations of Small Satellites: A Survey of Near Future Challenges and Missions. Aerospace. 2020. N 7. P. 133. URL: https://www.mdpi.com/2226-4310/7/9/133/htm.
3. Venkatesan A., Lowenthal J., Prem P., Vidaurri M. The impact of satellite constellations on space as an ancestral global commons. Nature Astronomy. 2020. Vol. 4. P. 1043–1048. URL: www.nature.com/natureastronomy.
4. Skibba R. How satellite mega-constellations will change the way we use space. MIT Technology Review. 2020. February 26. URL: https://www.technologyreview.com/2020/02/26/905733/satellite-megaconstellations-change-the-way-we-use-space-moon-mars/.
5. Minet M. The Space Legal Issues with Megs-Constellations. Space Legal Issues. 2020. November 3. URL: https://www.spacelegalissues.com/mega-constellations-a-gordian-knot/.
6. Siegel E. Astronomy Faces A Mega-Crisis As Satellite Mega-Constellations Loom. URL: https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2021/01/19/astronomy-faces-a-mega-crisis-as-satellite-mega-constellations-loom/?sh=30597dca300d.
7. Jones A. China is developing plans for a 13,000-satellite mega-constellation. Space News. 2021. April 21. URL: https://spacenews.com/china-is-developing-plans-for-a-13000-satellite-communications-megaconstella-tion/.
8. Reilanda N., Rosengren A J., Malhotra R., Bombardelli C. Assessing and minimizing collisions in satellite mega-constellations. Published by Elsevier B.V. on behalf of COSPAR. 2021. URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0273117721000326.
9. Fous J. Mega-constellations and mega-debris. URL: https://www.thespacereview.com/article/3078/1.
10. Sapaty P.S. Symbiosis of Real and Simulated Worlds under Spatial Grasp Technology, Springer, 2021. 251 p.
11. Sapaty P.S. Complexity in International Security: A Holistic Spatial Approach, Emerald Publishing, 2019. 160 p.
12. Sapaty P.S. Holistic Analysis and Management of Distributed Social Systems, Springer, 2018. 234 p.
13. Sapaty P.S. Managing Distributed Dynamic Systems with Spatial Grasp Technology, Springer, 2017. 284 p.
14. Sapaty P.S. Ruling Distributed Dynamic Worlds. New York: John Wiley & Sons, 2005. 255 p.
15. Sapaty P.S. Mobile Processing in Distributed and Open Environments. New York: John Wiley & Sons, 1999. 410 p.
16. Sapaty P.S. A distributed processing system, European Patent N 0389655, Publ. 10.11.93, European Patent Office. 35 p.
17. Sapaty P.S Managing multiple satellite architectures by Spatial Grasp Technology. Mathematical machines and systems. 2021. N 1. P. 3–16. URL: http://www.immsp.kiev.ua/publications/eng/2021_1/.
18. Sapaty Р.S. Spatial Grasp as a Model for Space-based Control and Management Systems. Mathematical machines and systems. 2021. N 1. P. 135–138. http://www.immsp.kiev.ua/publications/articles/2021/2021_1/ Sapaty_book_1_2021.pdf.
19. Sapaty Р.S. Global Network Management under Spatial Grasp Paradigm. Global Journal of Researches in Engineering: J General Engineering. 2020. Vol. 20, Issue 5. URL: https://engineeringresearch.org/index.php/GJRE/article/view/2082/2013.
Стаття надійшла до редакції 17.03.2021
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Математичні машини і системи

Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
