Développement d’un « réseau cellulaire spatial » pour la gestion des constellations de satellites

Une nouvelle technologie de réseau pour la gestion de constellations orbitales multifonctionnelles multi-satellites, basée sur les principes des communications cellulaires terrestres traditionnelles, a été développée par la holding Russian Space Systems (RKS, qui pour une utilisation dans l'espace.

La base du réseau satellite sera constituée de "stations de base" qui géreront les "abonnés" via des "opérateurs automatiques".Cette approche permettra de contrôler l'intégrité du système, de favoriser la flexibilité dans la formation de l'architecture cible et de minimiser la participation humaine.

Gennady Erokhine, Directeur général adjoint - Concepteur général du RKS pour les systèmes et complexes embarqués :

"Les questions de gestion des constellations orbitales multi-satellites sont depuis longtemps dans le champ de vision des spécialistes de l'industrie spatiale. Il y a quelques réussites de partenaires étrangers, mais ils mettent en œuvre un ensemble limité de fonctions. Notre système nous permet d'atteindre un nouveau niveau de gestion des constellations de satellites."

La création de systèmes de contrôle sol et orbital pour les constellations de satellites est l'une des compétences du RKS. Les spécialistes recherchent de nouvelles façons de réduire le "contrôle manuel" des véhicules, systématisent les technologies qui seront nécessaires dans un avenir proche pour automatiser le travail en orbite.

Demain, nous devrons passer de constellations homogènes à des constellations multifonctionnelles et apprendre à gérer des systèmes multi-agents avec des centaines et des milliers de satellites, pour assembler des systèmes spécialisés de communication, de navigation et de télédétection de la Terre.

Vladimir Denezhkine, directeur général adjoint - Concepteur général de RKS pour les systèmes et complexes sol :

"Il faut tenir compte du fait que la création d'un nouveau système de contrôle pour les constellations orbitales multi-satellites est une tâche très difficile et nécessite de nouvelles expérimentations. Comme étape pratique pour tester la technologie de contrôle de groupe, nous pouvons proposer la création d'un cluster de vol de recherche basé sur un vaisseau spatial créé selon le type CubeSat ou TNS-0. Cela permettra de tester un système de contrôle à deux niveaux Terre - vaisseau-chef - vaisseau-esclave".

L'opérateur" cellulaire virtuel sera un complément fonctionnel à la constellation satellitaire, il sera doté d'une intelligence artificielle pour l'auto-apprentissage et la prise de décisions de gestion. Et la base du système d'échange d'informations sera un réseau de satellites relais faisant partie intégrante du système multifonctionnel, qui agira comme des "cellules" orbitales. Des équipements spéciaux connecteront les appareils aux "stations de base" orbitales et à l'infrastructure au sol, ils entreront dans le réseau via des modems embarqués et la "cellule" la plus proche.

Alexandre Potyoupkine, l' initiateur du développement d'une nouvelle technologie de contrôle des constellations orbitales multi-satellites du RKS :

"Le contrôle complexe implique des opérations dynamiques obligatoires, notamment le changement des modes de fonctionnement de nombreux engins spatiaux hétérogènes en même temps. Une surveillance continue en temps réel et une réponse rapide aux changements sont nécessaires. La technologie construite sur le principe des réseaux de communication cellulaire avec la fonctionnalité d'un "opérateur automatique" est l'une des plus prometteuses dans ce cas".

Pour les développeurs, il est important d'assurer la continuité des échanges d'informations entre les engins spatiaux d'un réseau orbital multi-agents et de créer des algorithmes permettant d'éliminer les conflits entre agents. Pour résoudre des problèmes d'information complexes, il est censé utiliser les ressources combinées de l'ensemble du système multifonctionnel - sa structure orbitale, le nombre de constellations orbitales, les options pour attirer différents types d'engins spatiaux changeront pour des tâches spécifiques.

Aujourd'hui, les entreprises américaines sont les leaders technologiques mondiaux dans la gestion des constellations multi-satellites, mais la base de leur succès est une infrastructure au sol développée. Par exemple, la société privée Planet utilise 12 sites avec des stations sur différents continents aux États-Unis, en Grande-Bretagne, en Nouvelle-Zélande, en Allemagne, en Australie.

La Russie étend également son réseau de stations au sol à mesure que ses constellations se développent, mais comprendre l'avenir pousse à des approches plus créatives pour contrôler les engins spatiaux.

Source et crédit d'illustration: RKS/Roscosmos