Rusza projekt MANPATTERN mający na celu zwiększenie bezpieczeństwa operacji satelitów

GMV kieruje niedawno uruchomionym projektem Manoeuvre Pattern Inference for Safe Operations (MANPATTERN), inicjatywą Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) opracowaną w ramach konsorcjum z udziałem Uniwersytetu Strathclyde (UoS). W ramach projektu zostaną opracowane i zweryfikowane metody dynamiki lotu mające na celu zmniejszenie niewykrytych zagrożeń i fałszywych alarmów, gdy satelity wykonują manewry bez udostępniania planów.

Gwałtowny wzrost liczby manewrujących satelitów sprawia, że coraz trudniej jest prowadzić dokładne katalogi obiektów kosmicznych i wykrywać ich wzajemne zbliżenia. Gdy satelita wykonuje manewry nieujęte w danych innych operatorów, analiza zbieżności oparta na modelach pomijających te manewry może generować fałszywe alarmy lub nie wykryć sytuacji wysokiego ryzyka.

MANPATTERN rozwiązuje problem tej luki operacyjnej dzięki trzem powiązanym ze sobą funkcjom: wnioskowaniu o wzorcach manewrów i ich przewidywaniu, szacowania stanu i manewrów z powiązaniem danych oraz ocenie ryzyka koniunkcji z uwzględnieniem manewrów. Metody te zostaną przetestowane przy użyciu wielu źródeł danych orbitalnych, w tym efemeryd operatorów i ESA, a także historycznych archiwów danych dotyczących manewrów i publicznie dostępnych produktów katalogowych, takich jak efemerydy Two-Line Elements (TLE) i Space-Track's Special Perturbation Catalogue (SPCAT).

Kluczowym elementem technicznym projektu będzie prototypowe oprogramowanie oparte na GODOT, bibliotece astrodynamicznej ESA do analizy i obsługi misji kosmicznych. Rozszerzy on również bibliotekę Robust Orbit Determination and Data Association (RODDAS), opracowaną w ramach poprzedniego kontraktu przydzielonego GMV przez Europejską Agencję Kosmiczną. Biblioteka RODDAS, która opiera się na GODOT, jest stosowana do określania orbity i kojarzenia danych w aplikacjach SSA (Space Situational Awareness). Rozwiązanie zostanie zaimplementowane w formie biblioteki oprogramowania wielokrotnego użytku i narzędzia wierszy poleceń.

W ramach projektu opracowana zostanie również zdolność do oceny ryzyka kolizji w oparciu o manewry, która przełoży oczekiwany czas i zakres manewrów, wraz z powiązanymi z nimi czynnikami niepewności, na wskaźniki niepewności orbitalnej i prawdopodobieństwa kolizji. Umożliwi to uwzględnienie w analizie koniunkcji nieznanych manewrów, ograniczając w ten sposób niewykryte zagrożenia i fałszywe alarmy. Ponadto umożliwi szczegółowe zbadanie, w jaki sposób niepewność w schematach manewrowania wpływa na prawdopodobieństwo kolizji, w tym porównania oparte na komunikatach danych koniunkcji (CDM) z misji ESA, o ile będą one dostępne.

Ocena skuteczności będzie oparta na wybranych rzeczywistych danych obserwacyjnych i reprezentatywnych symulowanych scenariuszach, analizujących odporność systemu w różnych schematach orbitalnych i rodzajach napędu, w tym manewrach impulsowych i manewrach o niskim ciągu. Na etapie walidacyjnym uzyskane wzorce zostaną porównane z danymi historycznymi i zostanie określony ilościowy wpływ operacyjny włączenia informacji o wzorcach manewrów do oceny ryzyka związanego z manewrami.

GMV przewodniczy projektowi jako główny wykonawca. Do zadań firmy należy zarządzanie projektem, inżynieria oprogramowania, przygotowywanie danych, integracja i ocena wydajności. Uniwersytet Strathclyde dokona wstępnego przeglądu literatury, analizy metod, wstępnego prototypowania i analizy porównawczej oraz będzie wspierać włączenie wybranych podejść w ramach prototypu.