В Самаре создан способ управлять спутниками "со спущенными колесами"
22.01.2026 09:00
В Самарском университете имени академика С.П. Королева была разработана инновационная программа, призванная значительно упростить управление такими спутниками в случае внештатных ситуаций. Новый алгоритм позволяет космическим аппаратам дольше сохранять устойчивость и выполнять свои функции даже при отказах, что можно сравнить с умением «ехать на спущенных колесах» без потери контроля.
Малые космические аппараты (МКА) широко применяются для мониторинга и изучения различных процессов в околоземном пространстве. Для эффективного выполнения этих задач необходимо точное управление их угловым движением, что требует сложных технических решений. Как пояснил доцент Межвузовской кафедры космических исследований Самарского университета Андрей Крамлих, разработанный алгоритм значительно повышает надежность работы МКА, снижая риски, связанные с аварийными ситуациями.Результаты данной разработки были опубликованы в авторитетном научном издании «Мехатроника, автоматизация, управление», что свидетельствует о высоком уровне исследования и его значимости для космической отрасли. Внедрение подобных технологий открывает новые возможности для долговременных миссий и расширяет потенциал использования малых космических аппаратов в различных областях науки и техники. Таким образом, данная инновация не только повышает эффективность управления спутниками, но и способствует развитию отечественных космических технологий в целом.Современные малые космические аппараты (МКА) сталкиваются с серьезными техническими ограничениями, которые существенно сужают возможности их оснащения. Одним из главных вызовов является жесткое ограничение по габаритам, из-за чего на борту невозможно разместить запасные элементы или дополнительные системы для резервирования. Это создает значительные риски, поскольку износ оборудования в процессе эксплуатации, а также непредвиденные обстоятельства, такие как микрометеоритные удары или сбои в работе электроники, могут привести к выходу из строя или частичному повреждению критически важных систем управления. В результате, сбои в системе управления угловым движением способны поставить под угрозу успешное выполнение всей космической миссии, что делает поиск новых решений особенно актуальным.В ответ на эти вызовы специалисты Самарского университета разработали инновационные методы управления угловым движением МКА, способные эффективно функционировать даже при высокой степени деградации оборудования. Такие технологии позволяют поддерживать устойчивость и управляемость аппарата, несмотря на отказ или ухудшение работы отдельных компонентов системы. Аналогия с автомобилем, у которого практически спущены два или три колеса, помогает лучше понять сложность задачи: несмотря на серьезные повреждения, транспортное средство должно продолжать движение и сохранять контроль, что требует новых подходов к управлению.Эти разработки открывают перспективы для повышения надежности и долговечности малых космических аппаратов, снижая риски, связанные с отказами систем в условиях ограниченного пространства и ресурсов. Внедрение подобных технологий позволит расширить возможности космических миссий, повысить их эффективность и безопасность, что особенно важно в эпоху активного освоения космоса и расширения числа запусков малых спутников. Таким образом, инновационные решения Самарского университета в области управления угловым движением МКА становятся важным шагом к созданию более устойчивых и адаптивных космических систем.В экстремальных условиях эксплуатации остановка транспортного средства зачастую невозможна, а наличие запасных колес отсутствует. В таких ситуациях водителю приходится значительно снижать скорость и более активно управлять рулём, что кардинально меняет привычный режим вождения. Управление автомобилем при этом становится более сложным и требует повышенного внимания и навыков. Аналогичная проблема возникает и в случае беспилотных аппаратов: если на борту случается нештатная ситуация, алгоритмы автопилота должны быть заранее запрограммированы на адекватное реагирование и адаптацию к новым условиям движения. «Алгоритм управления в подобных критических ситуациях должен быть интегрирован в "мозги" автопилота», — подчеркнул исследователь, указывая на важность надежного программного обеспечения для обеспечения безопасности и эффективности работы беспилотных систем.Кроме того, срок службы космических аппаратов традиционно увеличивается за счёт наличия резервных систем на борту — своего рода «запасных колес», которые позволяют компенсировать возможные отказы и сбои. Однако эти дополнительные системы увеличивают массу аппарата и снижают полезную нагрузку, что является серьёзным ограничением при проектировании межпланетных космических миссий. Учёный отметил, что баланс между надёжностью и массой аппарата — ключевой фактор в разработке современных космических технологий.Таким образом, развитие интеллектуальных систем управления и резервных механизмов остаётся приоритетной задачей для повышения безопасности и долговечности как наземных, так и космических транспортных средств. Интеграция продвинутых алгоритмов и оптимизация конструктивных решений позволит значительно повысить эффективность эксплуатации в условиях, когда остановка невозможна, а ремонт затруднён или невозможен.Внедрение современных программных решений для управления многофункциональными космическими аппаратами (МКА) становится всё более актуальной задачей в условиях стремительного развития космических технологий. Одним из возможных подходов является использование сложных программ, которые требуют настройки большого количества параметров. Такие системы, несмотря на свою высокую функциональность, оказываются более трудоёмкими при адаптации к различным моделям МКА, что значительно усложняет их интеграцию, как отметили специалисты одного из ведущих вузов.В отличие от них, разработанный новый алгоритм управления отличается универсальностью и не зависит от конкретной модели космического аппарата. Как подчеркнул эксперт Крамлих, эта программа может быть легко адаптирована для работы с любым МКА, что значительно расширяет её практическое применение и упрощает процесс внедрения в различные системы управления.Однако стоит учитывать, что сохранение возможности управления даже сильно изношенными механизмами МКА достигается за счёт увеличения времени выполнения манёвров примерно в три раза. По словам Крамлиха, несмотря на замедление, программа обеспечивает контроль над движением аппарата даже в тех случаях, когда целостность его механизмов составляет всего около пяти процентов от первоначального состояния. Это открывает новые перспективы для продления срока службы космических аппаратов и повышения их надёжности в условиях длительных миссий.Таким образом, разработка универсальных и адаптивных программных решений для управления МКА представляет собой важный шаг вперёд в обеспечении устойчивости и эффективности космических полётов. Такие технологии способны значительно повысить автономность аппаратов и снизить риски, связанные с износом оборудования, что особенно важно для длительных и сложных космических миссий.Современные космические аппараты требуют высоконадежных систем управления, способных эффективно функционировать даже в условиях различных сбоев и отказов. В связи с этим, специалисты Самарского университета активно работают над созданием инновационных программных решений, которые обеспечат сохранение управления многофункциональными космическими аппаратами (МКА) при возникновении различных типов отказов систем. В частности, в будущем планируется разработать комплекс алгоритмов и методов, направленных на повышение устойчивости и адаптивности систем управления, что позволит значительно повысить безопасность и эффективность эксплуатации космических аппаратов. Данное исследование было выполнено при поддержке Российского научного фонда, что подчеркивает важность и актуальность проводимой работы для развития отечественной космической отрасли. Внедрение подобных программных решений станет важным шагом в обеспечении надежности космических миссий и расширении возможностей управления в сложных условиях космического пространства.Источник и фото - ria.ru
