Как настоящий: 3D-технология РКС будет управлять спутниками на орбите
Специалисты холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») создали инновационное программное решение –цифровой двойник космического аппарата. Разработка на стыке технологий дополненной реальности и 3D-моделирования выводит управление космической техникой на новый уровень, делает этот процесс интерактивным и, таким образом, снижает затраты на персонал и аппаратную инфраструктуру центров управления полетами.
Визуальный осмотр любой техники – один из важнейших этапов при анализе ее текущего состояния. Однако такой подход неприменим к космическим аппаратам на орбитах над Землей. Сейчас в центрах управления полетами мониторинг состояния космической техники происходит, в основном, по так называемым мнемосхемам: на мониторе оператора отображается двухмерная картинка с электрическими схемами блоков аппаратуры, а цветовая индикация – подсвечивание или мигание на том или ином элементе – информирует, какой процесс сейчас происходит.
Новая технология РКС в режиме реального времени на основе данных телеметрических датчиков ракет-носителей, разгонных блоков и спутников проецирует на экран оператора центра управления полетами их цифровые двойники. Цифровая 3D-модель является абсолютной копией настоящего аппарата. В ней учтены все элементы, из которых собран живой оригинал, она обеспечивает мониторинг состояния объекта в подробностях буквально на одном экране: отображаются подсистемы аппарата, углы поворота солнечных батарей, температурные карты узлов, состояние включения бортовых приборов и другие параметры.
Элементы цифрового двойника – блоки аппаратуры, агрегаты, двигатель и его навесное оборудование, топливные баки, солнечные батареи, аккумуляторы – изменяют свои размеры, положение и цвет в соответствии с реальными показателями включения-отключения, давления, температуры, наполненности, режимов работы, положения спутника относительно Земли и других космических аппаратов. Все это напоминает компьютерный авиасимулятор – только модель РКС проецирует настоящий спутник в конкретной точке орбиты с абсолютной точностью всех параметров.
При оценке состояния аппаратов по мнемосхемам данные от каждого датчика поступают обособленно. Чтобы свести их воедино и рассчитать отклонения от эталонных параметров запуска и перелета на рабочую орбиту, нужно время и дополнительные усилия. Цифровой же двойник позволяет вживую наблюдать любые отклонения и нивелировать их последствия «здесь и сейчас» командами управления с Земли.
Инновационное решение уже опробовано на недавних запусках с космодрома «Восточный» и вскоре будет использовано при запуске спутника «Кондор-ФКА». Программный продукт стал частью стратегической работы холдинга «Российские космические системы» по унификации космической бортовой и наземной аппаратуры – он позволит привести к «единому знаменателю» разрозненные подходы к строительству и эксплуатации космической техники и ускорит переход к потоковому производству спутников.
АО «Российские космические системы» (входит в Госкорпорацию «Роскосмос») с 1946 года разрабатывает, производит, испытывает, поставляет и эксплуатирует бортовую и наземную аппаратуру и космические информационные системы научного и социально-экономического назначения. Основные направления деятельности – создание, развитие и целевое использование глобальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС; наземный комплекс управления космическими аппаратами; космические системы поиска и спасания, гидрометеорологического обеспечения, радиотехнического обеспечения научных исследований космического пространства; наземные пункты приема и обработки информации дистанционного зондирования Земли. Холдинг «Российские космические системы» объединяет ведущие предприятия космического приборостроения России: Научно-исследовательский институт точных приборов (АО «НИИ ТП»), Научно-производственное объединение измерительной техники (АО «НПО ИТ»), Научно-исследовательский институт физических измерений (АО «НИИФИ»), Особое конструкторское бюро МЭИ (АО «ОКБ МЭИ»), Научно-производственная организация «Орион» (АО «НПО «Орион») и АО «Ярославский радиозавод» (ЯРЗ).
РОСКОСМОС – государственная корпорация, созданная в августе 2015 года для проведения комплексной реформы ракетно-космической отрасли России. РОСКОСМОС обеспечивает реализацию госполитики в области космической деятельности и ее нормативно-правовое регулирование, а также размещает заказы на разработку, производство и поставку космической техники и объектов космической инфраструктуры. В его функции также входит развитие международного сотрудничества в космической сфере, а также создание условий для использования результатов космической деятельности для социально-экономического развития России.