Ученые университета Решетнева разработают программу для расчета траекторий космических аппаратов в глубоком космосе

Доцент кафедры высшей математики Института информатики и телекоммуникаций СибГУ им. М.Ф. Решетнева Шахназ Ахмедова разработает программу для расчета оптимальных траекторий космических аппаратов (КА) с множественными гравитационными маневрами, в том числе и в глубоком космосе.

        Шахназ выиграла конкурс внутренних грантов для молодых ученых, который впервые за много лет был проведен в вузе, и получит на свое исследование от СибГУ им. М.Ф. Решетнева полмиллиона рублей.

        Во все времена человечество мечтало исследовать глубины космоса. Некоторые миссии уже были реализованы: автоматическая межпланетная станция Rosetta исследовала комету 67P/Чурюмова- Герасименко, а зонд Cassini отправился на орбиту Сатурна, где исследовал его кольца и спутники Титан и Энцелад.

Траектория полета "Cassini-Huygens" к Сатурну (источник: The Guardian)

        Сегодня молодые ученые СибГУ им. М.Ф. Решетнева работают над продолжением этих миссий. Они разрабатывают программную систему, способную строить траектории, использующие гравитационные силы притяжения планет, для изменения направления и скорости движения аппаратов, что позволит минимизировать затраты топлива при выполнении миссии в глубоком космосе.

 

«Для расчета траектории программной системе необходимо будет указать конечную цель и характеристики аппарата. Расчеты могут быть произведены как для пилотируемых, так и для непилотируемых миссий. В результате будет рассчитана оптимальная траектория полета», – добавила руководитель проекта Шахназ Ахмедова.

        Проект будет выполняться совместно с Владимиром Станововым, доцент кафедры высшей математики СибГУ им. М.Ф. Решетнева.

        Шахназ Ахмедова рассказывает, что на текущем уровне развития вычислительной техники задачи поиска оптимальной траектории движения КА сводятся к нахождению изначального направления движения, а также моментов включения-выключения двигателей.

        Идея Шахназ проекта основана на эффективной модификации оригинального авторского алгоритма COBRA (собственная разработка Шахназ). Он основан на совместной работе нескольких алгоритмов случайного поиска, использующих способы коллективного поведения различных животных в природе. При этом коллектив алгоритмов – самоорганизующийся.

Алгоритм Cobra без модификаций

        Он показал высокую эффективность при решении сложнейших задач оптимизации и принятия решений. К этим алгоритмам будут добавлены эволюционные алгоритмы (то есть моделирующие механизмы естественной эволюции). Совместную коллективную работу будет направлять система управления на нечеткой логике, использующая коллективную память всех членов коллектива. Эта система управления будет автоматически строиться в ходе решения задачи для достижения максимальной эффективности коллективной работы.

        Результаты своего проекта ученые представят уже в 2021 году. Их можно будет использовать для реализации новых миссий по исследованию Солнечной системы. Напомним, ранее мы уже писали в газете Горизонт» о Шахназ и ее успехах, которых она достигла

        Напомним, ранее мы уже писали в газете Горизонт» о Шахназ и ее успехах, которых она достигла благодаря науке и ее научному руководителю Евгению Семенкину. Прочитать статью можно по ссылке (стр. 8-9).

Источник