Des scientifiques du Skoltech Space Center (SSC) ont développé des algorithmes d'interaction de nanosatellites pour les mesures scientifiques à l'aide d'une formation orbitale tétraédrique de CubeSats qui échangent des données et appliquent des algorithmes d'interpolation pour créer des cartes locales de mesures physiques en temps réel. L'étude présente un exemple de mesure de champ géomagnétique, ce qui montre que ces données peuvent être utilisées par d'autres satellites pour le contrôle d'attitude et, donc, fourni sur une base de données en tant que service. La recherche a été publiée dans la revue Avancées de la recherche spatiale .

SSC est le chef de file de la recherche au sein du projet Nanosatellites Swarm ("Roy MKA") réalisé par un consortium de plusieurs universités russes et inclus dans le programme expérimental de l'ISS dirigé par RSC Energia. "Roy MKA" vise à déployer des groupes autonomes de CubeSats et à vérifier leur comportement en essaim.

Pour l'une des expériences "Roy MKA", Les chercheurs de la SSC ont suggéré une formation tétraédrique, qui permet de mesurer le champ géomagnétique en tout point de l'orbite. Le système est entièrement autonome, ce qui signifie que les satellites peuvent traiter et mettre à jour les données de mesure à bord et prédire les valeurs du champ magnétique par interpolation.

"Nous utilisons l'interpolation de Krigeage qui permet de sélectionner les valeurs du champ magnétique en fonction de ses caractéristiques (autocorrélation). Le champ magnétique étant tridimensionnel, il faut utiliser un tétraèdre, le simplex tridimensionnel le plus simple avec trois points sur un plan. Ainsi, nous avons choisi une formation de 4 satellites comme configuration la plus petite possible pour la tâche. Notre projet est peut-être le premier à créer une telle configuration de nanosatellites, ", explique Anton Afanasev, auteur principal et doctorant de Skoltech.

L'étude a démontré que l'interpolateur de krigeage est un outil universel lorsqu'il s'agit de traiter des données provenant de petits satellites. Les satellites échangent des données sur leurs positions et leurs mesures pour créer un système auto-organisé capable de démontrer un comportement collectif et d'effectuer des tâches communes à la constellation, qui constitue l'objectif clé du projet "Roy MKA".

"Un résultat pratique important de cette étude est qu'elle peut améliorer les performances des systèmes de contrôle d'attitude et de maintien en position qui utilisent des magnétomètres (capteurs de champ magnétique). Notamment, un contrôle d'attitude amélioré peut également être utilisé par d'autres engins spatiaux qui se trouvent à proximité immédiate de la constellation de satellites qui échangent des données de champ magnétique et les rendent plus précises à l'aide des algorithmes de krigeage. Le traitement des mesures d'essaim peut évoluer vers un service de type GPS, qui permettra de distribuer les valeurs du champ magnétique plutôt que les vitesses et coordonnées des objets, " ajoute Anton.

La nouvelle méthode peut être utilisée pour construire de grandes constellations à un coût total inférieur en utilisant des capteurs moins coûteux.