ESA dokonała przełomu w kosmicznych lotach w formacji. Co za precyzja!

Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) jako pierwsza na świecie zademonstrowała autonomiczny lot w formacji na orbicie okołoziemskiej z precyzją rzędu milimetra. Dwa komponenty misji Proba-3 — nazwane Coronagraph i Occulter — przez kilka godzin leciały w odległości 150 metrów od siebie, utrzymując idealne ustawienie bez jakiejkolwiek ingerencji z centrum kontroli misji na powierzchni Ziemi.

Ten przełom technologiczny kończy kluczową fazę misji Proba-3 — ambitnego przedsięwzięcia, które symuluje jedną ogromną sondę kosmiczną za pomocą dwóch niezależnie unoszących się w przestrzeni elementów. Na pokładzie Occultera znajduje się 1,4-metrowy dysk zaprojektowany do blokowania bezpośredniego światła słonecznego. Rzuca on precyzyjny, 5-centymetrowy cień na układ optyczny Coronagraphu, który w tym czasie wykonuje obserwacje zewnętrznych warstw atmosfery Słońca — tzw. korony słonecznej.

Misja została wyniesiona na orbitę 5 grudnia 2024 roku na szczycie rakiety PSLV-XL z indyjskiego Centrum Kosmicznego Satish Dhawan. Od tego czasu zespół ESA pracuje nad kolejnymi etapami testów i kalibracji. Pierwsze kontrolowane manewry przeprowadzono w Europejskim Centrum Bezpieczeństwa Kosmicznego i Edukacji (ESEC) ESA w Redu w Belgii. Kolejne testy i postępująca optymalizacja systemów pozycjonowania sprawiły, że sonda Proba-3 stała się pierwszą misją kosmiczną, która osiągnęła autonomiczny lot w formacji z precyzją do jednego milimetra.

Tę niezwykłą precyzję umożliwia zestaw nowoczesnych technologii opracowanych w ramach programu General Support Technology Programme (GSTP) Europejskiej Agencji Kosmicznej. Satelity operują na wysokości ponad 50 000 km, gdzie oddziaływanie grawitacyjne Ziemi jest na tyle słabe, że nie ma potrzeby stałego korygowania pozycji obu komponentów za pomocą napędów.

Każdy cykl orbitalny rozpoczyna się od poleceń wysłanych z Ziemi. Następnie system pokładowy przejmuje kontrolę nad ruchem satelitów, utrzymując formację aż do kolejnego manewru. Kluczową rolę odgrywa tu układ czujników i algorytmów nawigacyjnych. System wizyjny wykorzystuje szerokokątną kamerę umieszczoną na Occulterze, która śledzi światła LED na Coronagraphie. W miarę zbliżania się satelitów, kontrolę przejmuje kamera o wąskim polu widzenia, zwiększająca dokładność śledzenia.

Zamontowany na Occulterze laser wysyła wiązkę w kierunku retroreflektora na Coronagraphie. Odbite światło pozwala precyzyjnie określić względne położenie obu satelitów.

Innym kluczowym elementem systemu jest czujnik cienia, zapewniający, że Coronagraph stale pozostaje w cieniu rzucanym przez Occultera. Algorytm pokładowy analizuje natężenie światła wokół otworu optycznego, dostosowując pozycję satelity w czasie rzeczywistym.

Wszystkie dane zbierane przez czujniki są przetwarzane przez zaawansowane oprogramowanie pokładowe, które zarządza nawigacją, prowadzeniem i kontrolą lotu. Efektem jest niezwykle stabilna i precyzyjna formacja, zdolna do autonomicznego działania bez udziału kontrolerów naziemnych.

Obecnie zespół misji kończy ostatnie etapy kalibracji i z niecierpliwością oczekuje na pierwsze zdjęcia korony słonecznej — wykonane z niespotykaną dotąd rozdzielczością i precyzją.

Artykuł ESA dokonała przełomu w kosmicznych lotach w formacji. Co za precyzja! pochodzi z serwisu PULS KOSMOSU.