Wetenschappers van het Skoltech Space Center (SSC) hebben nanosatelliet-interactie-algoritmen ontwikkeld voor wetenschappelijke metingen met behulp van een tetraëdrische orbitale formatie van CubeSats die gegevens uitwisselen en interpolatie-algoritmen toepassen om lokale kaarten van fysieke metingen in realtime te creëren. De studie presenteert een voorbeeld van aardmagnetische veldmeting, waaruit blijkt dat deze gegevens door andere satellieten kunnen worden gebruikt voor houdingscontrole en, daarom, verstrekt op een data-as-a-service-basis. Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Vooruitgang in ruimteonderzoek .

SSC is de onderzoeksleider binnen het Nanosatellites Swarm-project ("Roy MKA"), uitgevoerd door een consortium van verschillende Russische universiteiten en opgenomen in het ISS-experimentele programma onder leiding van RSC Energia. "Roy MKA" heeft tot doel autonome groepen CubeSats in te zetten en hun zwermgedrag te verifiëren.

Voor een van de "Roy MKA" experimenten, SSC-onderzoekers suggereerden een tetraëdrische formatie, die de mogelijkheid biedt om het aardmagnetische veld op elk punt in de baan te meten. Het systeem is volledig autonoom, wat betekent dat satellieten meetgegevens aan boord kunnen verwerken en bijwerken en magnetische veldwaarden kunnen voorspellen door interpolatie.

"We gebruiken de Kriging-interpolatie die helpt om de magnetische veldwaarden te selecteren in overeenstemming met zijn kenmerken (autocorrelatie). Aangezien het magnetische veld driedimensionaal is, we moeten een tetraëder gebruiken, de eenvoudigste driedimensionale simplex met drie punten op een vlak. Dus, we hebben een 4-satellietformatie gekozen als de kleinst mogelijke configuratie voor de taak. Ons project is misschien wel het eerste dat een dergelijke configuratie van nanosatellieten creëert, " legt hoofdauteur en Skoltech PhD-student Anton Afanasev uit.

De studie toonde aan dat de Kriging-interpolator een universeel hulpmiddel is als het gaat om het verwerken van gegevens van kleine satellieten. Satellieten wisselen gegevens uit over hun posities en metingen om een ​​zelforganiserend systeem te creëren dat in staat is collectief gedrag te vertonen en taken uit te voeren die gebruikelijk zijn voor de constellatie, dat vormt het hoofddoel van het "Roy MKA"-project.

"Een belangrijk praktisch resultaat van deze studie is dat het de prestaties kan verbeteren van de systemen voor houdingscontrole en stations die gebruikmaken van magnetometers (magnetische veldsensoren). verbeterde houdingscontrole kan ook worden gebruikt door andere ruimtevaartuigen die zich toevallig in de buurt van de constellatie van de satellieten bevinden die magnetische veldgegevens uitwisselen en ze nauwkeuriger maken met behulp van de Kriging-algoritmen. Het verwerken van zwermmetingen kan evolueren naar een GPS-achtige dienst, die het mogelijk maakt om magnetische veldwaarden te distribueren in plaats van objectsnelheden en coördinaten, ’ voegt Anton eraan toe.

De nieuwe methode kan worden gebruikt om grote constellaties te bouwen tegen lagere totale kosten door gebruik te maken van goedkopere sensoren.