ROBUSSTATT kontynuuje postępy w wiarygodnej ocenie niepewności co to orientacji ruchu obiektów kosmicznych w ramach usuwania kosmicznych śmieci

GMV i Uniwersytet Strathclyde osiągnęły półmetek realizacji projektu ROBUSSTATT, aktualnej inicjatywy Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), która ma na celu jest opracowanie solidnych metod oceny niepewności co do orientacji przestrzennej orbitalnych obiektów kosmicznych. Konsorcjum zbadało, opracowało i zastosowało metody określania orientacji przestrzennej w oparciu o sześć rodzajów obserwacji, a obecnie testuje te metody w celu określenia metodologii, która zostanie zastosowana w ostatecznym prototypie.

Dokładna znajomość ruchu obrotowego niesterowanego obiektu jest kluczowym czynnikiem w ramach misji aktywnego usuwania śmieci (Active Debris Removal, ADR) i serwisowania na orbicie (In-Orbit Servicing, IOS). Operatorzy muszą podejmować decyzje w oparciu o niekompletne obserwacje, a różne czujniki zapewniają pomiary o różnym poziomie błędu, co sprawia, że zarządzanie niepewnością jest równie ważne jak sama estymacja orientacji.

ROBUSSTATT opiera się na narzędziu ESA do analizy ruchu obrotowego in-Orbit Tumbling Analysis ( iOTA), które umożliwia propagację orbity i położenia oraz może generować symulowane pomiary w celu porównania z rzeczywistymi obserwacjami. Projekt rozszerza i ulepsza metody szacowania orientacji, aby można je było konsekwentnie stosować w poszczególnych typach obserwacji.

Sześć objętych projektem typów obserwacji to pasywne optyczne krzywe blasku, wysokoczęstotliwościowe dane zliczeń fotonów, hiperspektralne lub wielobarwne krzywe blasku, obrazy z radaru z odwróconą syntetyczną aperturą (ISAR), residua z telemetrii laserowej oraz szeregi czasowe radarowej efektywnej powierzchni odbicia (RCS). W ramach projektu łączy się te pomiary z fizycznymi i geometrycznymi przedstawieniami obiektu z różnych opcji modelowania, biorąc pod uwagę wydajność obliczeniową wymaganą do ciągłych cykli szacowania oraz weryfikacji.

Głównym celem projektu jest połączenie informacji uzyskanych z wielu rodzajów obserwacji z wykorzystaniem podejścia opartego na epistemicznym filtrze mieszanki gaussowskiej, umożliwiając prototypowi przedstawienie stanu orientacji uchwyconego w funkcji rozkładu skumulowanego (CDF), który można odnieść do pomiarów, na podstawie których został on oceniony. Projekt jest również dopasowany do ustalonych formatów wymiany, przy czym dane wejściowe to CCSDS TDM, a dane wyjściowe są przedstawiane przy użyciu metod graficznych, które można łatwo zintegrować z szerszymi analizami i łańcuchami narzędzi operacyjnych.

W kolejnej fazie projektu ROBUSSTATT konsorcjum przetłumaczy wstępny kod prototypu na modułowe biblioteki Pythona w celu zwiększyć możliwości ponownego wykorzystania i rozszerzalności. Zakończy również walidację metod określania orientacji przy użyciu rzeczywistych i symulowanych zestawów danych historycznych oraz iOTA. Firma GMV prowadzi działania jako główny wykonawca i jest odpowiedzialna za inżynierię systemów, tłumaczenie prototypów oraz ocenę skuteczności, podczas gdy Uniwersytet Strathclyde wnosi wkład poprzez specjalistyczne badania, rozwój metod oraz algorytmów na poziomie przedprototypowym oraz wsparcie w zakresie ulepszeń i weryfikacji symulacji pomiarowych.

GMV opracowuje oprogramowanie krytyczne dla operacji w przestrzeni kosmicznej i systemy segmentu naziemnego dla klientów na całym świecie, w tym zdolności obejmujące świadomość sytuacyjną w przestrzeni kosmicznej (Space Situational Awareness, SSA), obserwację i śledzenie przestrzeni kosmicznej (Space surveillance and Tracking, SST) oraz dynamikę lotu. Zespoły GMV łączą modelowanie, szacowanie i inżynierię operacyjną, aby zapewnić rozwiązania sprawiające, że operacje kosmiczne będą bezpieczniejszych i bardziej zrównoważone.