دانشمندان امیدوارند که این ازدحام بتواند روزی فراتر از مدار زمین حرکت کند.
دانشمندان در حال تلاش برای ساخت نوع جدیدی از ماهواره هستند و اخیراً ایده خود را با آزمایش نوری سازنده ستاره-پرواز یا ‘StarFOX’ آزمایش کرده اند. ممکن است فلشبکهایی به سری بازیهای ویدیویی استار فاکس یکپارچه سازی با سیستم عامل دریافت کنید – و حق دارید این آزمایش را به عنوان یک فانتزی علمی تخیلی تصور کنید که به واقعیت تبدیل شده است. با این حال، هیچ حیوان فضایی در اینجا وجود ندارد.
اساسا، StarFOX چهارگانه ای از ماهواره های کوچک است که به صورت پشت سر هم کار می کنند – یک ‘ازدحام’ ماهواره، همانطور که گاهی اوقات به آن می گویند. این مفهوم کاملاً جدید نیست، اما چیزی وجود دارد که StarFOX را از گروههای ماهوارهای استاندارد متمایز میکند. به طور معمول، این کنگلومراها از نظر جهتگیری به کمک خارجی نیاز دارند – اما چهار ماهواره StarFOX میتوانند موقعیت خود را با دوربینهای داخلی اندازهگیری کنند، این توانایی به آنها اجازه میدهد تا به طور مستقل فراتر از مدار زمین عمل کنند.
مهندسان سالها با انبوه ماهوارهها دست و پنجه نرم کردهاند، عمدتاً به این دلیل که چندین ماهواره میتوانند منطقه وسیعتری از یک ماهواره را پوشش دهند. ازدحامها ممکن است در برابر زبالههای فضایی پرسرعت کمتر آسیبپذیر باشند – اگر یکی از ماهوارهها از کار بیفتد، همتایانش باقی میمانند.
اما هر ماهواره در یک گروه باید کاملاً هماهنگ باشد. این به اندازه کافی در مدار زمین کار می کند، جایی که ازدحام می توانند به سیستم های ناوبری ماهواره ای خارجی مانند GPS تکیه کنند. با این حال، در هر نقطه دورتر، و انبوه ماهواره ها نمی توانند به آن زیرساخت حیاتی بازگردند. آنها باید به تنهایی حرکت کنند. به همین دلیل، توسعه دهندگان StarFOX – محققان دانشگاه استنفورد و مرکز تحقیقات Ames ناسا – یک رویکرد جایگزین را اندیشیدند. آنها هر یک از چهار مکعب StarFOX را با یک جفت دوربین ردیاب ستاره مجهز کردند.
الگوریتمها از طریق تغذیههای دوربین غربال میکنند تا اجسام را انتخاب کنند – برای مثال تکههای زباله – سپس زوایای مربوط به آن اجرام را نسبت به یکدیگر محاسبه کرده و آن محاسبات را برای تخمین مدار ماهوارهها انجام میدهند. این روش به اندازه کافی روی زمین کار کرد، اما آزمایش های زمینی جایگزینی برای آزمایش در دنیای واقعی نیستند.
بنابراین، StarFOX در ۱۷ ژوئیه ۲۰۲۳ برای آزمایش در مدار بلند شد. با ماهوارههای متعددی که زوایای آن را مشاهده میکنند و زوایای آن را به هم میریزند، ازدحام در واقع موقعیت هر ماهواره را در مقایسه با همتایان خود محاسبه میکند – تا ۰.۱٪ از ارقام واقعی. حتی با مشاهده تنها یک ماهواره، این روش موقعیت هر ماهواره را تا ۰.۵ درصد از ارقام محاسبه کرد.
سیمون دامیکو، مهندس هوافضا در دانشگاه استنفورد و یکی از سازندگان StarFOX، در بیانیهای گفت: این روش حتی زمانی که در فضاپیماهای کوچک و ارزان استفاده میشود، به سختافزار اضافی نیاز ندارد.
D’Amico و همکارانش یافتههای خود را در کنفرانس ماهوارههای کوچک، گردهمایی محققان و مهندسان ماهوارهای ازدحام ارائه کردند. محققان همچنین کار خود را به عنوان پیش چاپ در مخزن کاغذ arXiv در ۲۱ خرداد آپلود کردند.
