Rice University komanda kurs palydovų apsaugos sistemą, kurią planuoja išbandyti orbitoje 2027 metų trečiąjį ketvirtį

Rice University komanda, vadovaujama Miguel Angel Lopez-Medina, kuria palydovų apsaugos sluoksnį, skirtą atskirti skirtingas galimas sutrikimų priežastis. Sistemos bandymą orbitoje planuojama atlikti 2027 metų trečiąjį ketvirtį kartu su Blackwing Space per bendrą SpaceX paleidimą.

Tyrėjai siekia spręsti problemą, kai telemetrija parodo, kad palydove kažkas negerai, tačiau beveik niekada aiškiai neatsako, kodėl taip nutiko. Staigus energijos vartojimo šuolis gali reikšti komponento degradaciją, skrydžio programinės įrangos klaidą, atminties sutrikimą dėl sunkiosios dalelės poveikio arba išorinį įsikišimą į sistemą. Ryšio nutrūkimas taip pat gali prasidėti radijo modulyje, borto kompiuteryje, dėl kosminių orų arba dėl atakos.

Siūlomas metodas remiasi ne vien algoritmu, o paties aparato inžinerine sandara. Maitinimo, ryšio, šiluminio reguliavimo, skrydžio programinės įrangos ir komandų bei duomenų apdorojimo sistemos yra susijusios tarpusavyje. Todėl vien tik neįprasta baterijos įtampa yra tik užuomina, o tas pats nukrypimas kartu su procesoriaus klaidomis, kintančia temperatūra ir susilpnėjusiu ryšio kanalu jau leidžia matyti platesnį įvykio vaizdą.

Apatiniame lygmenyje sistema remiasi deterministinėmis inžinerinėmis ribomis, kurias galima perskaityti ir patikrinti. Virš jų naudojama statistika ir mašininis mokymasis, skirti subtilesniems nukrypimams aptikti. Dar aukščiau veikia koreliacijos sluoksnis, kuris lygina konkuruojančius paaiškinimus ir nurodo operatoriui, ką tikrinti toliau.

Atskira problema išlieka radiacija. Orbitoje veikiantis skaičiavimo mazgas, pranešantis apie atminties klaidas, neįprastą programų elgseną ir tinklo veikimo blogėjimą, gali atrodyti panašiai kaip pažeista sistema. Tyrėjų tikslas – kad sistema gebėtų pripažinti ir tai, jog turimų įrodymų nepakanka. Pasak komandos, didėjant autonomiškumui toks gebėjimas tampa ne mažiau svarbus nei jau žinomų anomalijų atpažinimas.

Skaitmeniniai dvyniai leidžia įvesti kontroliuojamą gedimą arba ataką ir patikrinti, ar aptikimo mechanizmas suveiks. Tačiau jie neatkuria radiacijos, kraštutinių temperatūrų, griežtų masės ir energijos apribojimų bei ryšio delsos, su kuriais susiduriama orbitoje.

Aerospace Corporation ir DHS mokslo bei technologijų direktorato tyrimas jau anksčiau nurodė tas pačias spragas: apsaugos priemonių trūkumą tiesiogiai orbitoje ir kriminalistinės analizės bei reagavimo realiuoju laiku mechanizmų stoką.

Darbas finansuojamas iš dalies Texas Space Commission 14,1 mln. dolerių dotacijos, skirtos Rice University. Komanda taip pat ieško palydovų gamintojų ir operatorių, kurie sutiktų tapti pilotiniais partneriais.

Per bandymus orbitoje ketinama vertinti aptikimo delsą, atminties ir procesoriaus išteklių poreikį, sistemos stabilumą ir tai, kaip gerai ji susieja skirtingų posistemių įvykius. Esminis klausimas bus, ar modelis neužvers operatoriaus klaidingais pavojaus signalais iš borto sistemos, kurios procesorius yra silpnesnis už telefoną.