Цифровой купол планеты

Источник изображения: пресс-служба МАИ

Московский авиационный институт в сотрудничестве с ведущими промышленными предприятиями реализует масштабный проект «Бесшовная операционная среда». Он призван воплотить в жизнь концепцию бесшовного неба, которая подразумевает объединение воздушного, космического и наземного пространств сквозными цифровыми связями, разработку общих стандартов и регулирующего законодательства, в том числе касающегося широкого применения беспилотных авиационных систем.

В рамках концепции будут созданы и внедрены стандарты передачи данных, позволяющие беспрепятственно поддерживать взаимодействие различных типов устройств, например спутниковых группировок и беспилотных летательных аппаратов, а также сформированы новые рынки услуг.

В главной роли – спутники

Важнейшую роль в реализации инициативы играют космические системы. Они обеспечат оперативный и удобный доступ к таким услугам, как связь, навигация, картографирование и радиолокационное зондирование. При этом разворачивать инфраструктуру с нуля не потребуется. Предлагается гибкая стратегия внедрения, основанная на оптимизации и дальнейшем развитии уже существующих систем. Такой подход позволит существенно сократить сроки реализации проекта и минимизировать затраты.

– Использование космических систем обеспечит стабильный и непрерывный поток данных от всех видов транспорта и откроет принципиально новые возможности для применения роботизированных и беспилотных систем в тех сферах экономики, где критически важны оперативность и точность информации, включая логистику, экомониторинг и сельское хозяйство,– рассказывает проректор по научной работе МАИ, главный конструктор университета по направлению «Космические системы и сервисы» Андрей Иванов.

На разработку решений, которые позволят эффективно использовать потенциал космических систем для широкого круга задач, направлен проект «Бесшовная операционная среда», реализуемый в коллаборации ведущих отечественных вузов, научных центров и крупных высокотехнологичных предприятий. Московский авиационный институт выступает в качестве организационного и исследовательского центра, координирующего работы во взаимодействии со всеми партнёрами.

Проект включает согласование единых протоколов обмена данными, оптимизацию орбитальных группировок как по составу, так и по траектории движения и взаимному расположению космических аппаратов, развитие связи между ними, а также обеспечение взаимодействия спутников, беспилотных систем и наземного оборудования. МАИ реализует две важнейшие инициативы, связанные с созданием универсальной спутниковой платформы и централизованного цифрового сервиса для передачи данных конечному пользователю. Работы ведутся на базе Центра космических технологий МАИ в сотрудничестве с другими подразделениями университета.

Космический конструктор

Разрабатываемая в МАИ в партнёрстве с АО «РЕШЕТНЁВ» универсальная спутниковая платформа позволит гибко и быстро изменять полезную нагрузку космического аппарата, адаптируя его под различные цели заказчика.

Перед командой университета стоят две основные задачи. Первая – подготовка конфигуратора. Это цифровой сервис, который даст возможность легко собирать необходимый аппарат из стандартизированных модулей для выполнения определенного набора функций. Вторая задача связана с созданием интерфейсного протокола и специального стенда для тщательной отработки сценариев взаимодействия между различными подсистемами спутника. Главная цель – исключить проблемы совместимости, возникающие при интеграции компонентов от разных производителей. В будущем планируется представить программное обеспечение, способное выполнять аналогичную функцию непосредственно на борту космического аппарата. Такое решение устранит проблему монополизма поставщиков комплектующих и обеспечит гибкость в модернизации спутниковой техники.

От источника к пользователю

Одновременно МАИ разрабатывает централизованный цифровой сервис, призванный максимально упростить доступ к данным. Он будет собирать и передавать конечным пользователям всю необходимую информацию от различных источников, будь то беспилотники, спутники, наземные станции или другие системы. Клиентам не придётся вникать в технологические нюансы – достаточно будет лишь сформулировать запрос, чтобы получить сведения по навигации, связи или съёмке поверхности без привязки к конкретному источнику.

– Например, аграриям сервис поможет организовать дистанционную оценку состояния посевов. Для этого он задействует гиперспектральную камеру спутника, а затем сравнит полученные данные с эталонными показателями. При выявлении задержек роста клиенту будут предложены точечное внесение удобрений беспилотником, а затем повторный мониторинг. Таким образом, заказчик получит комплексную услугу в режиме одного окна,– объясняет главный конструктор Центра космических технологий МАИ Сергей Фирсюк.

Аналогичный комплексный подход применим и для других задач, например высокоточного мониторинга с целью локализации лесных пожаров. Первоначальный крупномасштабный обзор будет выполнен с помощью космического аппарата, после чего беспилотник осуществит съёмку с низкой высоты с разрешением до 1 см. В перспективе с развитием тяжёлых и многофункциональных беспилотников сервис сможет координировать и операции по тушению.