Obraz Proba-3 dla bezpieczniejszej kontroli podwójnego satelity
Kontrolowanie pojedynczego satelity na orbicie jest wystarczająco trudne, ale nadzorowanie pary satelitów lecących w bliskiej formacji wokół siebie jest prawdopodobnie niezwykle trudne. Aby uprościć nadzór nad nadchodzącą misją podwójnego satelity ESA Proba-3, jej zespół upewnia się, że kontrolerzy uzyskają wizualizacje względnych pozycji satelitów w czasie rzeczywistym.
Planowana do wystrzelenia razem we wrześniu tego roku, para Proba-3 będzie latać na orbicie względem siebie z milimetrową precyzją. Pozwoli to jednemu z nich rzucić precyzyjnie kontrolowany cień na drugiego, w procesie zaćmienia ognistego dysku Słońca, aby odsłonić jego słabą otaczającą koronę do długotrwałych obserwacji.
"Satelity Proba-3 będą utrzymywać formację w ten sposób w sposób autonomiczny przez maksymalnie sześć godzin na orbicie" - wyjaśnia Damien Galano, kierownik misji Proba-3 w ESA. "Ale w innych okresach podczas każdej wysoce eliptycznej 19-godzinnej orbity - podczas której para leci z najbliższej odległości 600 km od Ziemi aż do sto razy dalej - aktywny nadzór człowieka stanie się rzeczywiście niezbędny."
"Kiedy opracowaliśmy początkowy system symulatora, szybko stało się jasne, że nie możemy po prostu polegać na liczbach, które otrzymamy z telemetrii satelitów. Zazwyczaj otrzymujemy ich pozycję podaną w trzech współrzędnych odpowiadających osiom X, Y i Z, ale ludzki mózg nie jest w stanie przetłumaczyć tego wystarczająco szybko; nie możemy pracować wyłącznie z przychodzącym strumieniem liczb.
"Co ważniejsze dla utrzymania podwójnej kontroli satelitarnej, musimy natychmiast wyczuć, jak dokładnie dwie platformy są zorientowane względem siebie - na przykład, czy cień jest rzucany we właściwym miejscu, czy laser jest skierowany bezpośrednio? Telemetria może ostatecznie dać nam kilka wykresów pokazujących te zmienne, ale zdaliśmy sobie sprawę, że potrzebujemy natychmiastowej migawki przedstawiającej dynamikę i trajektorie satelitów."
Aby wykonać wizualizacje 2D i 3D w czasie rzeczywistym, zespół Proba-3 zdał sobie sprawę, że są one potrzebne, zwrócił się do oprogramowania VTS (Visualization Tool for Space data), które jest licencjonowanym darmowym oprogramowaniem należącym do francuskiej agencji kosmicznej CNES i opracowanym przez firmę Spacebel w Belgii.
"VTS nie jest w rzeczywistości narzędziem do wizualizacji jako takim", wyjaśnia inżynier systemu i oprogramowania Proba-3 Esther Bastida Pertegaz. "Jest to sposób na scentralizowanie wielu aplikacji na zasadzie płynnej synchronizacji czasowej, w tym oprogramowania do wizualizacji, z darmowym symulatorem kosmicznym Celestia jako podstawą."
Regularnie aktualizowany, VTS był w przeszłości wykorzystywany w wielu europejskich misjach kosmicznych, zazwyczaj pomagając w planowaniu złożonych manewrów i pozyskiwaniu obrazów dla danego regionu Ziemi lub innych ciał planetarnych.
Esther wyjaśnia: "To, co jest naprawdę nowe dla Proba-3, to fakt, że opracowaliśmy kod tworzący łącze w czasie rzeczywistym między VTS a przychodzącą telemetrią - na razie z symulatora, ale docelowo z rzeczywistych satelitów - dzięki czemu operator uzyskuje intuicyjne wyczucie dwóch satelitów za pomocą jednego spojrzenia."
Po rozpoczęciu wykorzystywania VTS do testowania symulatora misji Proba-3, jako kolejny krok zespół wkrótce rozszerzy jego zastosowanie, aby rozpocząć szkolenie operatorów Proba-3, którzy będą nadzorować parę satelitów z centrum ESA w Redu w Belgii. Następnie, gdy misja rozpocznie lot, VTS zostanie również zintegrowany z ich infrastrukturą kontrolną.
"Kontrolerzy nie będą nadzorować satelitów w sposób ciągły", dodaje Esther. "Ale na przykład, gdy satelity znajdą się w punkcie perygeum, czyli najbliżej Ziemi, VTS pobierze dane telemetryczne, które oszacują ich orbitalne tory w odległości do 60 530 km, dzięki czemu kontrolerzy będą mogli rzucić okiem i sprawdzić, czy istnieje jakikolwiek problem, który należy poprawić, na przykład, czy satelity zbliżą się do siebie zbyt blisko lub oddalą się zbyt daleko"."
Pierwsza wersja VTS została wydana w 2007 roku, ale od tego czasu była regularnie aktualizowana, zawierając dołączone aplikacje, w tym różne narzędzia do wizualizacji i kreślenia. Była używana w wielu ważnych misjach kosmicznych, w tym w "kosmicznych ciężarówkach" ATV ESA na Międzynarodową Stację Kosmiczną, w misji pościgowej za kometą Rosetta i jej lądownikiem Philae, w europejskiej misji obserwacji Ziemi Copernicus Sentinel-3 oraz w nadchodzącej japońsko-niemieckiej misji eksploracji Księżyca Marsa, służącej do wizualizacji orbit Fobosa i Deimosa wokół Czerwonej Planety.
Częścią atrakcyjności VTS jest to, że można go wdrożyć w komputerach operatora na całkowicie oddzielnej podstawie, dzięki czemu odczytuje dane pochodzące z innych systemów bez ryzyka ich zakłócenia, gdyby coś poszło nie tak.
"Wszechstronny i przyjazny dla użytkownika, VTS był używany w wielu kontekstach, demonstrując jego zdolność adaptacji na różnych etapach i aspektach misji kosmicznych" - zauważa Thomas Crosnier z CNES. "Obejmuje to zarówno projektowanie i symulacje misji przedprojektowych, jak i planowanie misji operacyjnych i dynamikę lotów zarówno wokół Ziemi, jak i dalej w Układzie Słonecznym. A ponieważ misje kosmiczne stają się coraz bardziej złożone, VTS dotrzymuje im kroku dzięki dodatkowym możliwościom i funkcjom. Jesteśmy dumni, że misja ESA Proba-3 stała się najnowszą misją kosmiczną wykorzystującą VTS."
Dziękujemy za polubienie
Polubiłeś już tę stronę, możesz ją polubić tylko raz!
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
