Лазеры учатся точно определять космический мусор

Фото: Пекинская спутниковая лазерная обсерватория Фаншань

Вашингтон, округ Колумбия, 24 декабря 2019 года — китайские исследователи улучшили точность обнаружения космического мусора на орбите земли, обеспечив более эффективный способ построения безопасных маршрутов для маневров космических аппаратов.

Вашингтон, округ Колумбия, 24 декабря 2019 года-китайские исследователи улучшили точность обнаружения космического мусора на орбите земли, обеспечив более эффективный способ построения безопасных маршрутов для маневров космических аппаратов.

«Возможность успешной навигации по полю астероидов составляет примерно 3720 к одному!» воскликнул C-3PO, когда Хан Соло направил Тысячелетнего Сокола в астероидное поле в «Звездных войнах: Империя наносит ответный удар». Орбита Земли далеко не так опасна, но после более чем полувековой космической деятельности столкновения выброшенных двигателей и распавшихся космических кораблей сформировали планетарный мусор, от которого космический корабль должен уклониться.

Ученые разработали системы идентификации космического мусора, но оказалось непросто определить быстрые, маленькие частички космического мусора. Уникальный набор алгоритмов для лазерных телескопов, описанный AIP Publishing в Журнале лазерных приложений, значительно повысил вероятность обнаружения космического мусора.

«После повышения точности наведения телескопа с помощью нейронной сети можно обнаружить космический мусор с площадью поперечного сечения 1 квадратный метр на расстоянии 1500 километров», — сказал Тяньмин Ма из Китайской академии геодезии и картографии, Пекин и Ляонинский технический университет, Фусинь.

Технология лазерной локации использует лазерное отражение от объектов для измерения их расстояния. Но отраженный от поверхности космического мусора эхо-сигнал очень слабый, что снижает точность. Предыдущие методы улучшили лазерное определение местоположения мусора, но только до уровня 1 километра.

Применение нейронных сетей — алгоритмов, смоделированных на сенсорных входах, уровнях обработки и вывода человеческого мозга, — к технологиям лазерного позиционирования было предложено ранее. Тем не менее, исследования Ма впервые в нейронной сети значительно улучшили точность наведения лазерного телескопа.

Ма и его коллеги обучили нейронную сеть обратного распространения для распознавания космического мусора с использованием двух корректирующих алгоритмов. Генетический алгоритм и Левенберг-Марквардт оптимизировали пороги нейронной сети для распознавания космического мусора, гарантируя, что сеть не будет слишком чувствительной и может быть обучена на локализованных участках пространства. Команда продемонстрировала улучшенную точность, протестировав три традиционных метода на станции телескопа лазерного диапазона в Пекине.

Данные наблюдений 95 звезд были использованы для решения коэффициентов алгоритма от каждого метода, и была оценена точность обнаружения 22 других звезд. Новые алгоритмы коррекции наведения оказались наиболее точными, а также простыми в эксплуатации с хорошей производительностью в реальном времени.

Ма стремится к дальнейшему совершенствованию метода. «Получение точной орбиты космического мусора может обеспечить эффективную помощь для безопасной эксплуатации космического корабля на орбите».

Статья «Исследование алгоритма коррекции наведения лазерного телескопа, ориентированного на космический мусор», написана Тяньмин Ма, Чунмэй Чжао и Чжэнбинь Хэ. Статья появится в Журнале лазерных приложений 24 декабря 2019 года (DOI: 10.2351 / 1.5110748). После этой даты к нему можно получить доступ по адресу https://lia.scitation.org/doi/10.2351/1.5110748.

Следующее

Астрономы обнаружили новый вид взрыва на Солнце

Чт Июн 13 , 2019
В ходе проведения солнечной астрономии ученые заметили, что периодически спутанные линии магнитного поля Солнца будут разрываться, а затем выравниваться. Этот процесс известен как магнитное пересоединение, где магнитная топология тела перестраивается, а магнитная энергия преобразуется в кинетическую энергию, тепловую энергию и ускорение частиц. Однако, наблюдая за Солнцем, группа индийских астрономов недавно […]