UIUC tyrėjų CORTEX algoritmas skirtas autonominiam priartėjimui prie nereaguojančių palydovų

Mindili Vijayathunga, nauja aerospace engineering dėstytoja University of Illinois Urbana-Champaign, sukūrė laboratorinį bandymų stendą su serviserio platforma ir jame imitavo įvairius gedimus bei trikdžius. Platforma buvo stumiama ranka, taip atkuriant sutrikimus, kurie nukreipia aparatą nuo numatytos trajektorijos. Varikliai būdavo išjungiami būtent tada, kai turėjo veikti, o būsenos ir traukos paklaidos dirbtinai padidinamos, kad būtų imituojamos tokios sąlygos kaip saulės audra.

Sprendimus tokiose situacijose priimdavo borto algoritmas CORTEX. Darbas apie jį paskelbtas žurnale Acta Astronautica.

Numatytas scenarijus – palydovo, kuriam reikia remonto, bet kuris yra praradęs ryšio galimybę, aptarnavimas. Tyrėja tokį objektą lygina su sąmonę praradusiu pacientu: serviseris turi priartėti be jokios pagalbos iš taikinio pusės.

ESA vertinimu, orbitoje yra apie 19 440 palydovų. Iš jų 3 540 neveikia arba nesiunčia signalo. Be to, orbitoje yra daugiau kaip 8 000 tonų nuolaužų, kurios negali nei išvengti susidūrimo, nei pranešti apie savo būseną.

Istoriškai apie 9 proc. aparatų iki tarnybos pabaigos patiria rimtą gedimą. Po tokio sutrikimo objektas paprastai dar ir netvarkingai sukasi, neturėdamas nei kameroms skirtų žymų, nei sąsajos sugriebimui.

Tokioje situacijoje laukti komandų iš Žemės nėra kada, nes trukdo signalo vėlavimas ir siauri ryšio langai. Todėl CORTEX planuoja priartėjimą pagal saulės apšvietimo langus: priartėti, atlikti veiksmus netoli taikinio ir atsitraukti, kol jis dar matomas. Tamsoje algoritmas dirbti nebando.

Vėliau įsijungia architektūra, kurią galima apibūdinti kaip „perplanuok arba nutrauk“. Jei aparatas nukrypsta nuo nominalios trajektorijos, CORTEX perskaičiuoja maršrutą ir pradeda naują priartėjimą. Jei pažeidžiamas priartėjimo koridorius arba patenkama į draudžiamą zoną, sistema atsitraukia į pasyviai saugią orbitą ir bando dar kartą. Nutrauktą priartėjimą aparatas taip pat atpažįsta savarankiškai.

Dalyje laboratorinių bandymų serviseris atsitraukdavo, o dalyje – ištaisydavo padėtį ir tęsdavo darbą.

Autonominio nekooperatyvaus taikinio aptarnavimo kosmose dar niekas nėra atlikęs, tačiau Japonijos ADRAS-J jau parodė, kad labai artimas priartėjimas prie tokio objekto orbitoje yra įmanomas.

Kitas uždavinio etapas – tolimojo priartėjimo fazė nuo 30 iki 3 kilometrų. Jos perplanavimu Vijayathunga su studentais užsiima pasitelkdama sustiprinamąjį mokymąsi.