ناسا ثابت کرد ماهواره‌ها می‌توانند بدون جی‌پی‌اس مسیریابی کنند؛ گامی تازه در ناوبری خودمختار فضایی

مسیریابی در فضا بدون جی‌پی‌اس

 
بیشتر ماهواره‌ها برای ناوبری به جی‌پی‌اس متکی‌اند، اما سیگنال‌های آن در اطراف ماه و در فضای دور می‌توانند غیرقابل‌اعتماد یا حتی در دسترس نباشند. فالکون یک آزمایش پروازی مشترک میان ناسا و «ایرادرایو» است؛ استارتاپی منشعب از دانشگاه استنفورد.
 
بر این اساس، این سامانه نرم‌افزار پروازی «ایرا-کور» (Era-Core) و الگوریتم‌های تعبیه‌شدهٔ «ایرادرایو» (EraDrive) را با دوربین‌های استارلینگ و فهرستی درون‌سامانه‌ای از ماهواره‌های شناخته‌شده ترکیب می‌کند.
 
این ابزارها در کنار هم، امکان مسیریابی مستقل از جی‌پی‌اس را برای فضاپیما فراهم کرده و آگاهی آن از اجرام مجاور را نیز افزایش می‌دهند.
 
راجر هانتر، مدیر برنامهٔ فضاپیماهای کوچک و سامانه‌های توزیع‌شدهٔ ناسا در مرکز پژوهشی «ایمز» در سیلیکون‌ولی کالیفرنیا، می‌گوید فالکون موفقیتی دیگر برای مأموریت آزمایشی استارلینگ به شمار می‌رود و نتایج آن می‌تواند پیامدهای گسترده‌ای برای پایش ترافیک فضایی، پیشگیری از برخورد و روش‌های جایگزین ناوبری داشته باشد. او می‌افزاید تعداد «نخستین‌بارها»ی حاصل از استارلینگ همچنان در حال افزایش است.
 
 

استفاده از دیگر اجرام فضایی به‌عنوان نقاط مرجع

 
آزمایش فالکون دو قابلیت مکمل را با بهره‌گیری تازه از دوربین‌های ردیاب ستاره‌ای استارلینگ آزمود؛ ابزارهایی استاندارد که معمولاً برای تعیین جهت‌گیری و موقعیت فضاپیما، اجرام درخشان فضا را شناسایی می‌کنند.
 
به گزارش دیتاسنتر من و به نقل از SciTechDaily، گفتنی است در آزمایش‌های موقعیت‌یابی، ناوبری و زمان‌سنجی، فالکون اجرام مشاهده‌شده توسط دوربین‌های استارلینگ، از جمله فضاپیماهای دیگر و زبالهٔ مداری، را با فهرستی از اجرام شناخته‌شدهٔ فضایی که وزارت جنگ آمریکا آن را نگهداری و به‌صورت عمومی منتشر می‌کند، مقایسه کرد.

فالکون پس از شناسایی و تأیید این اجرام، از آن‌ها به‌عنوان نقاط مرجع برای محاسبهٔ مدار استارلینگ استفاده کرد.
 
در آزمایش‌هایی جداگانه، این سامانه برآورد مدار اجرام مشاهده‌شده توسط دوربین‌های استارلینگ را نیز بهبود بخشید. گروه پژوهشی این مأموریت فهرست کاملی از حدود بیست هزار جرم فضایی و مدارهای پیش‌بینی‌شدهٔ آن‌ها را روی فضاپیما بارگذاری کرد.
 
فالکون سپس این پیش‌بینی‌های فهرست را با مشاهدات دوربین‌های استارلینگ مقایسه کرد و با ترکیب هر دو منبع اطلاعاتی، موقعیت استارلینگ و دیگر اجرام را با دقتی بیشتر از داده‌های موجود در فهرست برآورد کرد. فالکون طی سه روز، بدون هیچ دخالتی از سوی اپراتورهای زمینی، مدارهای شناخته‌شدهٔ بیش از دویست جرم را بهبود بخشید.
 

نخستین گام در ناوبری نوری خودمختار

 
قابلیت خودتعیین‌کنندگی مداری فالکون، نخستین نمونهٔ استفادهٔ فضاپیما از دوربین‌های نوری برای مسیریابی بر اساس موقعیت نسبی با دیگر اجرام فضایی به شمار می‌رود.

در دستاوردی جداگانه، آزمایش‌های به‌روزرسانی فهرست درون‌سامانه‌ای، پیش‌بینی‌های دقیق‌تری از موقعیت اجرام روی استارلینگ تولید کردند؛ دقتی فراتر از داده‌های ارسالی ایستگاه‌های زمینی.
 
گفته می‌شود شبکه‌های ماهواره‌ای فاقد جی‌پی‌اس می‌توانند برای مأموریت‌های انسانی آینده به ماه یا مریخ، جایی که فضاپیماهای هماهنگ‌شده برای پشتیبانی از عملیات سطحی مورد نیازند، اهمیتی ویژه بیابند.
 
موقعیت‌یابی دقیق فضاپیما همچنین برای بسیاری از مأموریت‌های علمی ضروری است، زیرا پژوهشگران باید داده‌های جمع‌آوری‌شده از چند نقطهٔ فضایی را به‌درستی هم‌تراز کنند.

در مدیریت ترافیک فضایی نیز، ناوبری خودمختار و به‌روزرسانی درون‌سامانه‌ای فهرست اجرام می‌تواند وابستگی به شبکه‌های زمینی را کاهش داده و پیشگیری از برخورد را بهبود بخشد.
 
آزمایش فالکون همچنین نقش ناسا در حمایت از فناوری فضایی تجاری را نشان می‌دهد. این پروژه به‌عنوان طرحی مشترک میان ناسا و دانشگاه‌ها برای فناوری ماهواره‌های کوچک آغاز شد و سپس به شرکت «ایرادرایو» بدل شد؛ شرکتی که اکنون نرم‌افزار «ایرا-کور» و سخت‌افزار مرتبط با آن را برای استفادهٔ گسترده‌تر تجاری‌سازی می‌کند.