Американские ученые разрабатывают систему космического слежения за объектами в районе Луны

Новости МирТесен

Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) инициирует программу TBD2, представляющую собой первую в мире систему наблюдения за дальним космосом. Она предназначена для обнаружения и отслеживания небольших объектов, находящихся на расстоянии миллионов километров от нашей планеты. Эта инициатива свидетельствует о значительном расширении возможностей США в сфере космической осведомленности, что происходит на фоне возрастающей активности различных государств и частных компаний в окололунном пространстве, где формируются новые возможности, возникают риски и усиливается стратегическое соперничество.

Разрабатываемая система предназначена для выявления объектов, которые слишком слабые и находятся на слишком большом расстоянии, что затрудняет их обнаружение современными телескопами. В рамках этого проекта DARPA намерена интегрировать коммерческие оптические датчики с существенно более совершенными алгоритмами и разместить космический аппарат на удалении приблизительно в 1,5 миллиона километров от Земли, в точке Лагранжа L1 системы Солнце-Земля. Благодаря такому расположению Солнце всегда будет находиться за датчиком, что обеспечит свободный обзор почти всей системы Земля-Луна.

Программа TBD2 разработана для постоянного выявления и отслеживания объектов, находящихся в окрестностях Луны. Такая функция критически важна для обеспечения безопасности коммерческих и гражданских космических аппаратов, осуществляющих деятельность в этом районе. Его размеры примерно в 1200 раз больше, чем у геостационарной орбиты (ГСО), расположенной на высоте около 36 000 километров. Объекты, находящиеся на таких больших расстояниях, характеризуются крайне низкой яркостью. К примеру, объект, имеющий размер одного метра и находящийся на расстоянии 2 миллиона километров, отражает настолько незначительное количество света, что становится неотличимым от фонового шума. Наземные телескопы не способны к их непрерывному наблюдению из-за влияния облаков, атмосферных искажений и чередования дня и ночи.

Основная технологическая трудность заключается в использовании метода Track-Before-Detect (TBD), суть которого сводится к предварительному отслеживанию потенциального движения по слабовыраженным признакам в шуме, после чего следует подтверждение обнаружения. Для реализации данного подхода требуется значительный объем вычислительных ресурсов – порядка 300 триллионов операций с плавающей запятой в секунду (Терафлопс), что во много раз превышает возможности существующих космических процессоров. В связи с этим, участникам программы необходимо будет создать алгоритмы, обладающие существенно большей эффективностью, чтобы их можно было использовать на настоящих космических компьютерах.

DARPA ставит перед собой весьма амбициозные задачи: одному аппарату на SEL1 предстоит обследовать всю систему Земля-Луна менее чем за 12 часов. Тем не менее, для всестороннего изучения невидимых участков, включая области, находящиеся за Луной, или близлежащие окололунные орбиты, ведомство изучает возможность размещения дополнительных датчиков на удалении от 200 000 до 400 000 километров от Земли. Эти датчики должны быть способны обнаруживать объекты размером всего 10-20 сантиметров. Все устройства должны соответствовать строгим требованиям: диаметр телескопа не должен превышать 0,5 метра, а потребление энергии — 600 ватт в режиме слежения, что сопоставимо с мощностью обычной микроволновой печи.

За 15 месяцев программа предусматривает создание трех прототипов: алгоритма для обнаружения слабосветящихся объектов, конструкции полезной нагрузки, предназначенной для размещения в точке SEL1, и ее адаптации для других орбит. При успешной реализации этих разработок они могут быть переданы Космическим силам США для последующего внедрения.

Официально Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) представляет TBD2 как средство обеспечения безопасности и мирного освоения космического пространства. Тем не менее, стратегическое значение разработки подобной системы не вызывает сомнений: она предоставит Соединенным Штатам возможность выявлять космические аппараты, представляющие интерес, отслеживать потенциально угрожающие объекты и контролировать действия зарубежных миссий в окололунной области. Реализация программы TBD2 позволит превратить сегодня слабо регулируемый участок пространства между Землей и Луной в зону, где невозможно остаться незамеченным, что кардинально изменит методы управления и обеспечения безопасности в дальнем космосе.