This post is also available in:
English (אנגלית)
נחילי לוויינים הפכו נפוצים יותר בתעשיית החלל בשנים האחרונות, שכן לוויינים רבים הפועלים יחד מספקים חלופה חסכונית ו-ורסטילית יותר ללוויין אחד גדול ויקר.
לאחרונה, חוקרים מאוניברסיטת סטנפורד ערכו את ניסוי הניווט הראשון אי פעם של נחיל לוויינים אוטונומי בחלל. ניסוי זה נקרא Starling Formation-Flying Optical Experiment (Starfox). שיטה זו צפויה לייצר יכולות דיוק, כיסוי, גמישות, חוסן ואוטונומיה טובות יותר.
בניסוי, ארבעה לוויינים קטנים הצליחו לנוע כקבוצה, תוך שימוש בקלט חזותי בלבד מהמצלמות שלהם על מנת לחשב את מסלוליהם. המצלמה הדו-ממדית על כל לוויין מסייעת בניווט מדויק ומניעת התנגשות. הלוויינים פועלים על ידי שימוש במיקום הבלתי-משתנה של כוכבים כדי לקבוע את הכיוון שלהם, עם אלגוריתמים מתקדמים בתוך הלוויין הממירים את התצפיות הללו לנתונים מסלוליים מדויקים, כך על פי Interesting Engineering.
על מנת למדוד במדויק את מסלוליהם, הלוויינים משתמשים במערכת המדידה המתוחכמת ARTMS – Absolute and Relative Trajectory Measurement System . מערכת זו נועדה לספק מדידות מדויקות של הנתיב והמיקום של הלוויין על ידי שילוב מספר אלגוריתמים: עיבוד תמונה, קביעת מסלול בעיבוד קבוצתי, וקביעת מסלול עוקב.
אלגוריתם עיבוד התמונה מתחיל על ידי לכידה וניתוח של תמונות כדי לזהות אובייקטים שמימיים (כמו כוכבים) ולקבוע את מיקומם הזוויתי. לאחר מכן, שיטת קביעת המסלול בעיבוד קבוצתי משתמשת בעמדות זוויתיות אלה כדי לחשב מסלול אורביטלי התחלתי עבור כל לוויין, המשמש כנתיב בסיס. לאחר מכן, אלגוריתם קביעת המסלול העוקב ממקד שוב ושוב את מסלול זה באמצעות נתוני תמונה חדשים כאשר הם הופכים לזמינים. דבר זה מבטיח כי הנתיב של הלוויינים נשאר מדויק ועדכני.
בהודעה לעיתונות נאמר: "ניווט באמצעות זוויות בלבד אינו דורש חומרה נוספת גם כאשר נעשה בו שימוש בחלליות קטנות וזולות. והחלפת מידע חזותי בין הלווינים בנחיל מספקת יכולת ניווט אופטית מבוזרת חדשה."
עד כה, השגת ניווט מדויק ואמין עבור נחיל לוויינים הייתה מאתגרת מאוד מבחינה טכנולוגית בשל המגבלות של מערכות קרקעיות הנוכחיות, המתקשות לפעול מעבר למסלול כדור הארץ ולהתחמק מפסולת חלל. עם זאת, הפיתוח של מערכת ניווט נחיל אוטונומית יכול לחולל מהפכה בתחום זה, ופוטנציאלית לאפשר פריסה של ציי לוויינים לאיסוף נתונים מדעיים ותצפית שלד כדור הארץ.
ניתן למצוא את המחקר ב-arXiv.
