Gli scienziati dello Skoltech Space Center (SSC) hanno sviluppato algoritmi di interazione dei nanosatelliti per misurazioni scientifiche utilizzando una formazione orbitale tetraedrica di CubeSats che scambiano dati e applicano algoritmi di interpolazione per creare mappe locali di misurazioni fisiche in tempo reale. Lo studio presenta un esempio di misurazione del campo geomagnetico, che mostra che questi dati possono essere utilizzati da altri satelliti per il controllo dell'assetto e, perciò, fornito su base data-as-a-service. La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Progressi nella ricerca spaziale .

SSC è il capofila della ricerca all'interno del progetto Nanosatellites Swarm ("Roy MKA") svolto da un consorzio di diverse università russe e incluso nel programma sperimentale ISS guidato da RSC Energia. "Roy MKA" mira a distribuire gruppi autonomi di CubeSats e verificarne il comportamento dello sciame.

Per uno degli esperimenti "Roy MKA", I ricercatori SSC hanno suggerito una formazione tetraedrica, che fornisce la capacità di misurare il campo geomagnetico in qualsiasi punto dell'orbita. Il sistema è completamente autonomo, il che significa che i satelliti possono elaborare e aggiornare i dati di misurazione a bordo e prevedere i valori del campo magnetico mediante interpolazione.

"Utilizziamo l'interpolazione di Kriging che aiuta a selezionare i valori del campo magnetico in accordo con le sue caratteristiche (autocorrelazione). Poiché il campo magnetico è tridimensionale, dobbiamo usare un tetraedro, il più semplice simplesso tridimensionale con tre punti su un piano. Così, abbiamo scelto una formazione a 4 satelliti come configurazione più piccola possibile per il compito. Il nostro progetto potrebbe essere il primo a creare una tale configurazione di nanosatelliti, " spiega l'autore principale e studente di Ph.D. Skoltech Anton Afanasev.

Lo studio ha dimostrato che l'interpolatore Kriging è uno strumento universale quando si tratta di elaborare dati da piccoli satelliti. I satelliti scambiano dati sulle loro posizioni e misurazioni per creare un sistema auto-organizzato in grado di dimostrare comportamenti collettivi e svolgere compiti comuni per la costellazione, che costituisce l'obiettivo chiave del progetto "Roy MKA".

"Un importante risultato pratico di questo studio è che può migliorare le prestazioni dei sistemi di controllo dell'assetto e di mantenimento della stazione che utilizzano magnetometri (sensori di campo magnetico). In particolare, un migliore controllo dell'assetto può essere utilizzato anche da altri veicoli spaziali che si trovano in prossimità della costellazione dei satelliti che scambiano dati sul campo magnetico e li rendono più precisi utilizzando gli algoritmi di Kriging. L'elaborazione delle misurazioni dello sciame può evolvere in un servizio di tipo GPS, che consentirà di distribuire i valori del campo magnetico piuttosto che le velocità e le coordinate degli oggetti, "Antonio aggiunge.

Il nuovo metodo può essere utilizzato per costruire costellazioni di grandi dimensioni a un costo totale inferiore utilizzando sensori meno costosi.