Científicos de RUDN han demostrado cuánto afecta tener en cuenta la forma real del satélite a la probabilidad de colisión de dos objetos espaciales

Cada año, los centros de control de misiones espaciales registran hasta 70 encuentros de naves espaciales potencialmente peligrosas. Para evitar colisiones, crean sistemas especializados,pero calculan la probabilidad de colisión con algunos supuestos. Por ejemplo, se considera que los objetos tienen formas esféricas,sus velocidades se determinan sin errores, etc. Estos supuestos reducen la precisión de los cálculos.

«Los supuestos de estos enfoques pueden afectar significativamente la magnitud de la probabilidad de colisión. Por ejemplo, la suposición de que los objetos espaciales se mueven en línea recta dentro del intervalo de encuentro no nos permite estimar las convergencias, cuyo duraciónlleva mucho tiempo. Otras suposiciones también hacen una contribución significativa al error de los cálculos. Puede eliminar estas limitaciones recurriendo a métodos de modelado estadístico, »-Maxim Karatunov, Candidato de Ciencias Técnicas, Profesor Asociado del Departamento de Mecánica y Mecatrónica, Universidad RUDN.

Los científicos de RUDN consideraron un modelo que tiene en cuenta la forma y orientación reales de los objetos espaciales. La probabilidad de colisión se encontró utilizando modelos estáticos utilizando el método de Monte Carlo. Su esencia radica en el uso de un generador de variables aleatorias y el cálculo múltiple delmodelo, y los resultados obtenidos determinan la probabilidaddelproceso, en este caso, la colisión. Los científicos utilizaron el modelo para calcular la probabilidad de colisión de dos objetos reales, los satélites geoestacionarios chinos CHINASAT-20 y SHIJIAN-17.

Los satélites chinaSAT-20 y SHIJIAN-17 se acercaron el 16 de marzo de 2018 por 286,3 metros. Para probar el algoritmo, los científicos primero calcularon la probabilidad de una colisión sin tener en cuenta la forma real (creyendo que ambos satélites parecen esferas), y luego repitieron los cálculos con una forma más realista y aproximada. Los científicos utilizaron un modelo generalizado del satélite: el cuerpo y las «alas» de los paneles solares. Las baterías para simplificar se presentaron en forma de cilindros, dado que solo tienen un grado de libertad (es decir, pueden girar alrededor del eje de este cilindro). Los investigadores también tuvieron en cuenta la orientación del objeto: el eje principal se dirige a la Tierra y los ejes de las baterías de cilindros son perpendiculares al plano de la órbita. La probabilidad de una colisión era cinco veces menor que en el cálculo clásico.

«La probabilidad de colisión de objetos espaciales es el principal valor que afecta la decisión de maniobrar. La seguridad de los vuelos espaciales depende de la exactitud de la evaluación de este valor. Hemos desarrollado un método para calcular la probabilidad, que nos permite tener en cuenta la forma y la orientación de los objetos convergentes, así como eliminar una serie de supuestos clásicos. Se demostró que ignorar la forma real de los objetos afecta significativamente la precisión de la evaluación, para el ejemplo de prueba, se obtuvo una discrepancia de cinco veces en los resultados», maximKaratunov, Profesor Asociado del Departamento de Mecánica y MEchatronics rudn University.

Los resultados se publican en la revista Cosmic Research.