Onlarca yıldır, bilim adamları dünyadaki her noktayı görebilecek minimum uydu sayısını bulmaya çalışıyorlar. Bu soru kısmen artan uzay döküntüsü sorunu değil, aynı zamanda maliyet ve verimlilik düşünceleriyle de motive olmaktadır. 1980'lerin ortalarına gelindiğinde, araştırmacı John E.Draim, bu soruna bir dizi çalışmada dört çözümlü bir takımyıldızın gerekli olduğunu iddia ederek bir çözüm önerdi.
Ne yazık ki, çözümü o zaman pratik değildi, çünkü uyduyu yörüngede tutmak için muazzam miktarda itici gaz gerekecekti. Ancak son zamanlarda yapılan işbirlikçi bir çalışma sayesinde, bir araştırmacı ekibi dört uydu takımyıldızını mümkün kılmak için doğru faktör kombinasyonunu buldu. Bulguları, maliyetleri düşürürken telekomünikasyon, navigasyon ve uzaktan algılama konularında ilerlemeler sağlayabilir.
Son zamanlarda bulgularını açıklayan çalışma dergide yayınlandı Doğa İletişimi ve Cornell Üniversitesi İnşaat ve Çevre Mühendisliği Profesörü Patrick Reed tarafından yönetildi. Reed'e Ulusal Bilim Vakfı (NSF) tarafından sağlanan destekle Aerospace Corporation ve California Üniversitesi Davis'ten mühendisler ve bilim adamları katıldı.
Minimum sayıda uydu varken çalışan bir takımyıldızın nasıl tutulacağı sorusunu ele almak için ekip, uyduların zaman içinde deorbit olmasına neden olan tüm faktörleri göz önünde bulundurdu. Bunlar Dünya'nın yerçekimi alanını, atmosferik sürüklenmeyi, Ay ve Güneş'in yerçekimi etkisini ve güneş ışınımından gelen basıncı içerir. Reed'in açıkladığı gibi:
“Sahip olduğumuz ilginç sorulardan biri, aslında bu kuvvetleri dönüştürebilir miyiz? Sistemi parçalamak yerine, aslında takımyıldızın bu kuvvetlerden enerji toplayıp onları aktif olarak kontrol etmek için kullanacağı şekilde çevirebilir miyiz? ”
İşbirliğine dayalı çalışma Aerospace Corporation’ın en yeni astrofizik, operasyonel lojistik ve simülasyon alanındaki uzmanlığını Reed’in AI tabanlı bilgi işlem arama araçlarındaki kendi uzmanlığıyla bir araya getirdi. Ekip ayrıca yüz binlerce olası yörünge ve bozulma kombinasyonunu gözden geçirmek için Illinois Üniversitesi'ndeki Blue Water’ın süper bilgisayarına da güveniyordu.
Aerospace Corporation’ın Gelecek Mimarileri bölümünün sistem direktörü A. Singh Gölü şöyle açıkladı:
“Aerospace’in takımyıldız tasarım uzmanlığından Cornell’in akıllı arama analizindeki liderliğinden yararlandık ve Draim takımyıldız tasarımına işlevsel olarak uygulanabilir bir alternatif keşfettik. Bu takımyıldız tasarımları, geostationary yörüngelerdeki ve ötesindeki kavramlar için görev planlayıcılarına önemli avantajlar sağlayabilir. ”
Takım zamanla takımyıldız tasarımlarını iki modele daraltabildi. Birincisi, uydular 24 saatlik bir yörüngede yörüngede kalabilir ve% 86 küresel kapsama alanı elde edebilirler. Diğer yandan, uydular 48 saatlik bir süre boyunca yörüngeye girecek ve% 95 kapsama alanı elde edeceklerdi. Her ikisi de% 100 utangaç düşerken, ekip küçük bir teminat marjından fedakarlık etmenin önemli bir değişime yol açacağını buldu.
Bu, normalde uyduları kontrol etmeyi zorlaştıran ve yörüngelerinin bozulmasına neden olacak aynı yerçekimi ve güneş radyasyonundan daha fazla enerji kullanma yeteneğini içerir. Ayrıca, uydu operatörleri kapsama alanındaki boşlukların nerede olacağını kontrol edebilecek ve bunlar günde en fazla 80 dakika sürecek. Reed'in dediği gibi, bu değiş tokuş buna değer:
“Bu, mükemmellik arayışının aslında yeniliği tetikleyebileceği şeylerden biri. Ve gerçekten dramatik bir miktardan vazgeçmiyorsunuz. Dünyanın her yerinde kesinlikle kapsama ihtiyacınız olan görevler olabilir ve bu durumlarda daha fazla uydu veya ağa bağlı sensörler veya hibrit platformlar kullanmanız gerekir. ”
Bu tür pasif uydu kontrolünün diğer faydaları arasında, bir takımyıldızın ömrünü 5 ila 15 yıl arasında uzatabilme yöntemi yer alır. Ayrıca daha az itici güç gerektirirler ve daha yüksek rakımlarda yüzebilirler, böylece uzay aracı ve diğer yörüngedeki nesnelerle darbe riskini azaltabilirler. Ancak en büyük satış noktası, bu düzenin geleneksel uydu takımyıldızlarıyla ne kadar uygun maliyetli olacağıdır.
Bu, özellikle büyük takımyıldızları dağıtmak için gerekli mali kaynaklara sahip olmayan uluslara veya ticari havacılık şirketlerine cazip geliyor.
“Bir uydu bile, üzerinde bulunan sensörlere ve amacına bağlı olarak yüz milyonlarca veya milyarlarca dolara mal olabilir. Mevcut ve ortaya çıkan görevlerde kullanabileceğiniz yeni bir platforma sahip olmak oldukça düzenli. Alanda uzaktan algılama, telekomünikasyon, navigasyon, yüksek bant genişliği algılama ve geri bildirim için çok fazla potansiyel var ve bu çok, çok hızlı bir şekilde gelişiyor. Uzun ömürlü, kendi kendini uyarlayan bir uydu takımyıldızından neredeyse küresel kapsama alanından yararlanabilecek her türlü uygulama muhtemelen var. ”
Bu çalışma sadece uydu kapsamı ve takımyıldızların bakımı ile ilgili devam eden bir soruyu çözmekle kalmıyor. Aynı zamanda telekomünikasyon, navigasyon ve uzaktan algılama konularında ilerlemeleri teşvik ediyor. Yakın gelecekte, uydu-internet (SpaceX’in Starlink takımyıldızı) sağlamak, bilim deneyleri yapmak ve Dünya'nın atmosferini ve yüzeyini izlemek için sayısız uydu uzaya gönderilecek.
Bu ve uzay enkazı ile ilgili endişeler arasında, daha az (ve daha az parayla) daha fazlasını yapabilmek çok kullanışlı olacaktır!
