Самарский ученый разработает первый в России цифровой двойник системы космического спутника

В Самарском национальном исследовательском университете имени академика С.П. Королева началась разработка цифрового двойника системы электропитания малых космических аппаратов — этот программный комплекс должен снизить число нештатных ситуаций, возникающих на борту и тем самым повысить живучесть спутников. 

Проект по созданию цифрового двойника стал победителем конкурса программы «УМНИК» и получил финансовую поддержку Фонда содействия инновациям. Автор проекта — молодой ученый Самарского университета, аспирант кафедры космического машиностроения имени генерального конструктора Д. И. Козлова Максим Иванушкин

Одновременно с учебой и проведением научных исследований Максим работает инженером в Научно-исследовательском институте космического машиностроения университета и в Наземном комплексе управления малыми космическими аппаратами «Аист», который совмещает в себе функции Центра управления полетами и Центра по приему и обработке космической информации.

«Основой для проекта стала проводимая на нашей кафедре работа по приему и обработке информации, поступающей с малых космических аппаратов «Аист» первого поколения. Анализ накопленной нами телеметрической информации показал, что чаще всего нештатные ситуации на борту космического аппарата происходят из-за отказов по вине системы электропитания, — рассказал Максим Иванушкин. — Поэтому если с помощью цифрового двойника смоделировать работу системы электропитания и иметь возможность прогнозировать показатели и характеристики системы на тот или иной момент времени, это безусловно повысит живучесть спутника и увеличит вероятность безотказной работы космического аппарата».

По словам ученого, моделирование работы системы позволит, согласно разработанным алгоритмам, прогнозировать отказы компонентов и предсказывать возникновение на борту нештатных ситуаций. Параметры состояния системы будут рассчитываться как в режиме реального времени, так и на будущее – вплоть до окончания планируемого срока активного существования аппарата. «Цифровой двойник должен учитывать, насколько это возможно, все особенности своего оригинала. Например, принимать в расчет деградацию аккумуляторных и солнечных батарей, а также учитывать светотеневую обстановку и ее влияние на энергобаланс и возможности работы остальной аппаратуры космического аппарата», — сказал Иванушкин.

Планируется, что данный цифровой двойник войдет в состав программного обеспечения Наземного комплекса управления малыми космическими аппаратами Самарского университета и будет задействован, в первую очередь, при эксплуатации спутников серии «Аист». Однако в перспективе двойник можно адаптировать для работы с другими космическими аппаратами. 

«Система энергопитания космических аппаратов имеет практически неизменный состав своих основных элементов, поэтому данный цифровой двойник может стать полезным инструментом для большого числа потребителей, в числе которых могут быть и предприятия-разработчики бортовой аппаратуры, частные космические компании и учебные заведения, а также наземные комплексы управления. Аналогов такой разработки в России пока нет, есть схожее по ряду функций программное обеспечение, но именно цифровых двойников нет», — отметил ученый.

Источник