La inspección autónoma de objetos espaciales residentes es esencial para la conciencia situacional espacial y constituye una herramienta importante para realizar operaciones de proximidad en entornos orbitales restringidos. Es necesaria para misiones como la retirada de desechos, la reparación de satélites y el ensamblaje y la fabricación en órbita. Entre las misiones recientes se encuentran Remora, llevada a cabo por Starfish Space e Impulse Space; la nave espacial prototipo Qingzhou; y ADRAS-J de Astroscale, un satélite de demostración que capturó con éxito imágenes de cerca de desechos espaciales.
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Los planificadores de inspección constan de dos componentes acoplados: un sistema de guiado que determina los puntos de vista que se deben visitar y una métrica que cuantifica si se considera que los puntos de interés (POI) han sido inspeccionados desde esos puntos de vista.
La métrica orienta la selección de puntos de vista y el guiado la ejecuta. Juntos, permiten alcanzar el objetivo de lograr una cobertura completa: inspeccionar todos los POI bajo ciertas restricciones. En la bibliografía aeroespacial, los métodos de guiado pueden clasificarse, en términos generales, en tres líneas de trabajo.
En los distintos planificadores de inspección, la métrica se basa en funciones calculadas analíticamente. Cuando se tiene en cuenta la iluminación, se trata desde un punto de vista geométrico. Esto limita los modelos a una comprobación de línea de visión y supone que esta es una medida adecuada de la inspección. En las órbitas heliosincrónicas, las superficies experimentan condiciones de iluminación muy desiguales: algunas partes del objetivo pueden estar siempre en sombra o con poca iluminación. Incluso con un modelo analítico, los métodos clásicos de inspección tienen limitaciones.
Experimentos
Un análisis cuantitativo y cualitativo pone a prueba tres probabilidades de inspección diferentes.
Configuración experimental
La configuración experimental en Isaac Sim utilizó modelos de código abierto de la NASA de Lunar Gateway como objetivo y un modelo genérico de satélite adaptado a partir de modelos de CloudSat como vehículo perseguidor, junto con módulos de la Tierra, la Luna y el Sol.
Preguntas frecuentes
¿Por qué es importante la inspección autónoma de naves espaciales? Contribuye a la conciencia situacional espacial y a las operaciones de proximidad en entornos orbitales restringidos, incluidas la retirada de desechos, la reparación de satélites y el ensamblaje y la fabricación en órbita.
¿Cuáles son los dos componentes acoplados de un planificador de inspección? Un sistema de guiado selecciona los puntos de vista, mientras que una métrica determina si se considera que los puntos de interés han sido inspeccionados desde esos puntos de vista.
¿Por qué pueden ser insuficientes las comprobaciones de línea de visión para la inspección? No representan adecuadamente las condiciones de iluminación, que pueden dejar partes del objetivo en sombra o con poca iluminación.
¿Qué modelos y entorno se utilizaron en los experimentos? La configuración utilizó un modelo de Lunar Gateway como objetivo, un modelo de satélite adaptado de CloudSat como vehículo perseguidor y módulos de la Tierra, la Luna y el Sol en Isaac Sim.