Холдинг «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос») разрабатывает саморегулируемую технологию управления многоспутниковыми орбитальными группировками с элементами искусственного интеллекта и минимальным участием человека. Она позволит в будущем автоматизировать управление спутниковыми группировками из тысяч космических аппаратов.
Особенностью новой технологии станет переход от применяемого сегодня точечного управления отдельными космическими аппаратами к управлению системным эффектом всей орбитальной группировки. В своей разработке специалисты РКС предлагают использовать методы согласованной самоорганизации – или гомеостаза, который позволит эффективно управлять орбитальной структурой, ее численностью, ресурсами системы, сетью передачи данных и орбитальной вычислительной сетью.
При существующей сегодня в России космической группировке, состоящей из более чем 150 спутников, наземный автоматизированный комплекс ежесуточно проводит до 2 тысяч сеансов управления. Применяемая сегодня технология предполагает обслуживание каждого космического аппарата в отдельности: отслеживается его работоспособность и орбитальная позиция, парируются отклонения или угрозы.
Традиционная технология имеет свои лимиты – дальнейший рост группировки с учетом ограничений по наращиванию ресурсов управления создают вероятность коллапса. Новая же саморегулируемая технология позволит реализовать отечественные проекты многоспутниковых мультисервисных орбитальных группировок численностью от нескольких сотен до тысяч космических аппаратов для обеспечения навигации, связи, дистанционного зондирования Земли и других функций.
По заявлению руководителя проекта создания саморегулируемой технологии управления многоспутниковыми орбитальными группировками Александра Потюпкина: «Задачи управления сложной многоспутниковой орбитальной группировкой будут решаться на основе принципов гомеостаза как системной адаптации ко всему спектру факторов воздействия для установления динамического равновесия и целостности системы с учетом ресурсных факторов. Это позволит отказаться от ресурсозатратных «жестких» технологий управления отдельными спутниками, которые предполагают обязательное парирование негативных воздействий факторов деградации орбитальной группировки. Кроме того, будут реализованы технологии управления более высокого, системного уровня, включающие в себя целый комплекс вновь разрабатываемых методов управления, новую структуру технологического цикла управления и содержание задач информационного обеспечения».
Для новой системы управления разработчики предлагают иерархическую структуру. На ее верхних уровнях будут вводиться новые задачи управления системным и целевым эффектами. Система управления самостоятельно определит космические аппараты для формирования орбитальных структур для реализации различных целевых эффектов – проведения космической съемки поверхности, передачи информации или навигационного сигнала и других. Для этого она будет оценивать орбитальные позиции каждого спутника, их техническое состояние, наличие энергоресурса и запасы рабочего тела.
Для дальнейшего увеличения возможностей саморегулируемой системы для многоспутниковых орбитальных группировок предполагается использовать технологию GRID-систем путем создания глобального «виртуального суперкомпьютера» – объединения в единую сеть вычислительных мощностей автоматизированных систем управления и самих космических аппаратов.
В материалах, представленных госкорпорацией «Роскосмос», указано, что к 2030 году группировка российской системы «Сфера» будет насчитывать в своем составе 638 космических аппаратов, в том числе:
- 334 спутника связи;
- 55 спутников навигации;
- 249 аппаратов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Чтобы был понятен грандиозный масштаб заявленной Россией космической программы, достаточно будет упомянуть здесь, что, по состоянию на текущий год, вся российская спутниковая группировка (включая военные аппараты!) насчитывает около 170 спутников, из которых 90 являются аппаратами гражданского предназначения.
Увеличение количества космических аппаратов на сотни единиц, естественно, требует иного подхода к управления такими сложными системами. Поэтому обращение РКС к технологии искусственного интеллекта выглядит вполне логичным и оправданным.
Россия не единственная космическая держава, которая рассматривает возможности применения искусственного интеллекта для управления спутниками. Так, Китай планирует развернуть на орбите Земли спутниковую группировку с искусственным интеллектом для наблюдения за земной поверхностью. Как обычно, китайские власти тщательно засекречивают космические программы, однако небольшую порцию информации они все-таки решили слить прессе. На космических аппаратах группировки Leo планируется установить блоки управления, которые будут имитировать работу мозга человека: искусственный интеллект (AI) будет самостоятельно анализировать снимки земной поверхности, выявлять все дефекты или искажения изображения, которые могли стать следствием высокой температуры или других факторов. Таким образом система в автоматическом режиме сможет отбраковать низкокачественные снимки и будет передавать на Землю только те изображения, которые представляют наибольшую ценность для заказчиков.
