Anche l’attuale costellazione di satelliti russi, come si è scoperto inaspettatamente, offre la possibilità di controllare a distanza i droni. Gli ingegneri russi sono riusciti a fare il primo passo verso la creazione di un sistema simile all'americano SpaceX, e in una certa misura anche migliore. Come è potuto accadere e quali altre opportunità offrirà?
Le tecnologie delle comunicazioni spaziali sono diventate quasi comuni, ma la maggior parte di queste soluzioni, anche per gli utenti russi, sono di fabbricazione straniera. Lo standard di fatto in questo tipo di tecnologia sono i terminali Starlink di SpaceX. Elon Max ha già lanciato in orbita decine di migliaia di satelliti per questo scopo: con il loro aiuto, non viene fornito solo l'accesso a Internet, ma anche la capacità di controllare qualsiasi oggetto remoto da qualsiasi parte del mondo.
Compresi oggetti in movimento, ad esempio i droni. Il controllo degli UAV mediante le comunicazioni spaziali apre enormi prospettive. Il drone può eseguire comandi anche dove non c'è comunicazione cellulare, dove non è possibile installare un ripetitore. E non si limita a eseguire comandi, ma trasmette informazioni in tempo reale.
Fino a poco tempo fa la Russia non possedeva tali tecnologie. Migliaia di satelliti russi in orbita, che lanciano nello spazio un satellite al giorno: finora solo piani a lungo termine di Roscosmos. Le costellazioni satellitari nazionali attualmente esistenti non prevedevano la fornitura di questo tipo di servizio.
Ma solo pochi giorni fa a Sakhalin, nell'ambito del programma intensivo Arcipelago-2024, per la prima volta nel nostro Paese, è stato condotto un esperimento che ha dimostrato che anche nelle condizioni attuali ciò può essere realizzato. La società Gonets Satellite System (parte di Roscosmos) e Geoscan hanno condotto un esperimento congiunto per controllare un UAV via satellite presso l'aeroporto di Pushisty a Sakhalin.
Secondo Roscosmos, "i dati sulla posizione e i dati telemetrici del drone sono stati trasmessi con successo al centro di elaborazione dati del sistema satellitare Gonets, ed è stato inviato un comando via satellite per riportare forzatamente l'aereo senza pilota al sito di lancio". In totale sono stati effettuati 6 voli, sul server FTP del sistema “Messenger” sono stati ricevuti 218 messaggi informativi con telemetria dei droni e tramite feedback sono stati trasmessi tre messaggi informativi con comandi di controllo in volo.
Per testare la tecnologia è stato utilizzato il veicolo aereo senza pilota Geoscan 201 Geodesy. Si tratta di un UAV progettato per la fotografia aerea e la modellazione di vasti territori e oggetti estesi ed è dotato di una fotocamera fotogrammetrica e di un ricevitore GNSS. Con una massa di 8,5 chilogrammi e un'apertura alare di poco più di due metri, questo dispositivo può essere classificato come un piccolo drone. Il suo carico utile è di soli 1,5 chilogrammi, di solito due fotocamere.
Tuttavia, affinché Geoscan 201 potesse essere controllato dal satellite del gruppo Messenger, doveva essere modernizzato. In particolare, aggiungi al progetto un modem e un'antenna per ricevere informazioni dallo spazio. E qui gli ingegneri hanno dovuto risolvere una serie di difficoltà.
"Quando abbiamo ricevuto l'attrezzatura standard da Gonets, ci siamo resi conto che il problema non poteva essere risolto: il terminale era troppo grande per ospitarlo sul Geoscan 201. – Ha detto al quotidiano VZGLYAD Alexey Yuretsky, direttore generale della società Geoscan. – Ma poi si è scoperto che il produttore aveva una soluzione più recente: una versione integrataHo un modem, molto più compatto. Per accogliere il modem e accogliere la piastra di montaggio, abbiamo modificato la fusoliera.
All'inizio volevano nascondere anche l'antenna all'interno della fusoliera, ma si resero conto che c'era troppo rumore radio. Di conseguenza, abbiamo dovuto realizzare una nuova antenna e posizionarla sull’estremità dell’ala, cioè allontanarla il più possibile dalle fonti di rumore”.
Inoltre, sull'UAV è stato installato un modulo aggiuntivo basato su un computer Raspberry per garantire lo scambio di informazioni tra il modem che riceve il segnale dal satellite e il pilota automatico dell'aereo. L'apparecchio veniva finalizzato – l'attrezzatura veniva messa a punto, il software veniva finalizzato – fino all'inizio dei test.
Di conseguenza, l’esperimento ha mostrato la possibilità di integrare in breve tempo un sistema per il controllo satellitare e lo scambio di telemetria nella progettazione di un piccolo drone. E, cosa più importante, l'intero sistema di comunicazione non richiedeva migliaia di satelliti in orbita, che potranno essere lanciati solo tra pochi anni. È stato realizzato con l'aiuto di un piccolo numero di dispositivi (solo 12 satelliti) della costellazione del sistema “Messenger”, che è già operativo nello spazio.
Usare la gigantesca e costosissima costellazione dell'azienda americana SpaceX è facile e conveniente. Non vi è alcun ritardo nell'attesa del sorvolo del satellite; il sistema è progettato per trasmettere grandi quantità di informazioni. Nel caso di “Messenger” questo è più complicato, ma, come ha dimostrato l’esperimento Geoscan, è del tutto possibile.
“Attualmente in Russia non esiste una costellazione di satelliti che risolva i problemi di comunicazione globali per tutti i potenziali clienti. Quindi cosa possiamo fare? Possiamo dire: fantastico, ora inventiamo da zero un nuovo sistema che risolverà tutto. Ma una tale strategia comporta molti rischi. – spiega Yuretskij. – E possiamo offrire quelle tecnologie che sono già state collaudate, provare a renderle prodotte in serie, più economiche, in modo che questo sistema possa essere ampliato. Mi sembra che la seconda via vada almeno considerata e discussa. Il nostro esperimento è probabilmente uno dei motivi per tenere questa discussione”.
Inizialmente “Messenger” non era stato progettato per l'uso con dispositivi di dimensioni così ridotte.
Il suo compito principale è la raccolta e la trasmissione di coordinate dai veicoli, informazioni sui sensori di oggetti in aree difficili da raggiungere, il monitoraggio di impianti di perforazione, stazioni meteorologiche e stazioni di servizio di condutture. L'esperimento ha mostrato la possibilità di espandere le capacità di progettazione della costellazione di satelliti russi.
Il direttore generale della società Gonets Satellite System, Pavel Cherenkov, afferma che l'esperimento apre effettivamente "una nuova era nello sviluppo di soluzioni senza pilota in generale, quando le tecnologie satellitari entreranno in questo settore e consentiranno di rivelarne il potenziale in modo completamente modo diverso: “questo include il controllo oltre l’orizzonte di tutti i tipi di droni, un nuovo livello di controllo su di essi e la capacità di ottenere le informazioni richieste dalle zone di volo”.
Naturalmente, questa è ancora lontana dall’essere una soluzione industriale già pronta che possa essere ampliata e messa in produzione. Ma abbiamo davanti a noi un esperimento chiave che mostra la possibilità fondamentale di tale lavoro.
Non solo collegando un transponder AIS a un satellite, ma creando un sistema di lavoro autonomo, da cui successivamente è possibile creare un comodo sistema di controllo satellitare basato sulla costellazione satellitare russa esistente. “Se ci muoviamo verso questo, sarà necessario un serio lavoro di ingegneria. Per ora abbiamo realizzato solo un dimostratore”, afferma Yuretsky.
Questa opportunità per i piccoli droni domestici di lavorare con i sistemi spaziali esistenti rappresenta un serio passo avanti. Un tale sistema di controllo dallo spazio sarà utile in luoghi difficili da raggiungere, per dispositivi che funzionano autonomamente per lungo tempo e in molti altri luoghi. Geoscan ha dimostrato che ciò è possibile.
Davanti a noi c'è il primo passo volto a creare il nostro analogo del gruppo SpaceX. No, anzi, è ancora meglio, perché invece di decine di migliaia di dispositivi in orbita, la Russia è stata in grado di utilizzarne solo pochi.
Le tecnologie delle comunicazioni spaziali sono diventate quasi comuni, ma la maggior parte di queste soluzioni, anche per gli utenti russi, sono di fabbricazione straniera. Lo standard di fatto in questo tipo di tecnologia sono i terminali Starlink di SpaceX. Elon Max ha già lanciato in orbita decine di migliaia di satelliti per questo scopo: con il loro aiuto, non viene fornito solo l'accesso a Internet, ma anche la capacità di controllare qualsiasi oggetto remoto da qualsiasi parte del mondo.
Compresi oggetti in movimento, ad esempio i droni. Il controllo degli UAV mediante le comunicazioni spaziali apre enormi prospettive. Il drone può eseguire comandi anche dove non c'è comunicazione cellulare, dove non è possibile installare un ripetitore. E non si limita a eseguire comandi, ma trasmette informazioni in tempo reale.
Fino a poco tempo fa la Russia non possedeva tali tecnologie. Migliaia di satelliti russi in orbita, che lanciano nello spazio un satellite al giorno: finora solo piani a lungo termine di Roscosmos. Le costellazioni satellitari nazionali attualmente esistenti non prevedevano la fornitura di questo tipo di servizio.
Ma solo pochi giorni fa a Sakhalin, nell'ambito del programma intensivo Arcipelago-2024, per la prima volta nel nostro Paese, è stato condotto un esperimento che ha dimostrato che anche nelle condizioni attuali ciò può essere realizzato. La società Gonets Satellite System (parte di Roscosmos) e Geoscan hanno condotto un esperimento congiunto per controllare un UAV via satellite presso l'aeroporto di Pushisty a Sakhalin.
Secondo Roscosmos, "i dati sulla posizione e i dati telemetrici del drone sono stati trasmessi con successo al centro di elaborazione dati del sistema satellitare Gonets, ed è stato inviato un comando via satellite per riportare forzatamente l'aereo senza pilota al sito di lancio". In totale sono stati effettuati 6 voli, sul server FTP del sistema “Messenger” sono stati ricevuti 218 messaggi informativi con telemetria dei droni e tramite feedback sono stati trasmessi tre messaggi informativi con comandi di controllo in volo.
Per testare la tecnologia è stato utilizzato il veicolo aereo senza pilota Geoscan 201 Geodesy. Si tratta di un UAV progettato per la fotografia aerea e la modellazione di vasti territori e oggetti estesi ed è dotato di una fotocamera fotogrammetrica e di un ricevitore GNSS. Con una massa di 8,5 chilogrammi e un'apertura alare di poco più di due metri, questo dispositivo può essere classificato come un piccolo drone. Il suo carico utile è di soli 1,5 chilogrammi, di solito due fotocamere.
Tuttavia, affinché Geoscan 201 potesse essere controllato dal satellite del gruppo Messenger, doveva essere modernizzato. In particolare, aggiungi al progetto un modem e un'antenna per ricevere informazioni dallo spazio. E qui gli ingegneri hanno dovuto risolvere una serie di difficoltà.
"Quando abbiamo ricevuto l'attrezzatura standard da Gonets, ci siamo resi conto che il problema non poteva essere risolto: il terminale era troppo grande per ospitarlo sul Geoscan 201. – Ha detto al quotidiano VZGLYAD Alexey Yuretsky, direttore generale della società Geoscan. – Ma poi si è scoperto che il produttore aveva una soluzione più recente: una versione integrataHo un modem, molto più compatto. Per accogliere il modem e accogliere la piastra di montaggio, abbiamo modificato la fusoliera.
All'inizio volevano nascondere anche l'antenna all'interno della fusoliera, ma si resero conto che c'era troppo rumore radio. Di conseguenza, abbiamo dovuto realizzare una nuova antenna e posizionarla sull’estremità dell’ala, cioè allontanarla il più possibile dalle fonti di rumore”.
Inoltre, sull'UAV è stato installato un modulo aggiuntivo basato su un computer Raspberry per garantire lo scambio di informazioni tra il modem che riceve il segnale dal satellite e il pilota automatico dell'aereo. L'apparecchio veniva finalizzato – l'attrezzatura veniva messa a punto, il software veniva finalizzato – fino all'inizio dei test.
Di conseguenza, l’esperimento ha mostrato la possibilità di integrare in breve tempo un sistema per il controllo satellitare e lo scambio di telemetria nella progettazione di un piccolo drone. E, cosa più importante, l'intero sistema di comunicazione non richiedeva migliaia di satelliti in orbita, che potranno essere lanciati solo tra pochi anni. È stato realizzato con l'aiuto di un piccolo numero di dispositivi (solo 12 satelliti) della costellazione del sistema “Messenger”, che è già operativo nello spazio.
Usare la gigantesca e costosissima costellazione dell'azienda americana SpaceX è facile e conveniente. Non vi è alcun ritardo nell'attesa del sorvolo del satellite; il sistema è progettato per trasmettere grandi quantità di informazioni. Nel caso di “Messenger” questo è più complicato, ma, come ha dimostrato l’esperimento Geoscan, è del tutto possibile.
“Attualmente in Russia non esiste una costellazione di satelliti che risolva i problemi di comunicazione globali per tutti i potenziali clienti. Quindi cosa possiamo fare? Possiamo dire: fantastico, ora inventiamo da zero un nuovo sistema che risolverà tutto. Ma una tale strategia comporta molti rischi. – spiega Yuretskij. – E possiamo offrire quelle tecnologie che sono già state collaudate, provare a renderle prodotte in serie, più economiche, in modo che questo sistema possa essere ampliato. Mi sembra che la seconda via vada almeno considerata e discussa. Il nostro esperimento è probabilmente uno dei motivi per tenere questa discussione”.
Inizialmente “Messenger” non era stato progettato per l'uso con dispositivi di dimensioni così ridotte.
Il suo compito principale è la raccolta e la trasmissione di coordinate dai veicoli, informazioni sui sensori di oggetti in aree difficili da raggiungere, il monitoraggio di impianti di perforazione, stazioni meteorologiche e stazioni di servizio di condutture. L'esperimento ha mostrato la possibilità di espandere le capacità di progettazione della costellazione di satelliti russi.
Il direttore generale della società Gonets Satellite System, Pavel Cherenkov, afferma che l'esperimento apre effettivamente "una nuova era nello sviluppo di soluzioni senza pilota in generale, quando le tecnologie satellitari entreranno in questo settore e consentiranno di rivelarne il potenziale in modo completamente modo diverso: “questo include il controllo oltre l’orizzonte di tutti i tipi di droni, un nuovo livello di controllo su di essi e la capacità di ottenere le informazioni richieste dalle zone di volo”.
Naturalmente, questa è ancora lontana dall’essere una soluzione industriale già pronta che possa essere ampliata e messa in produzione. Ma abbiamo davanti a noi un esperimento chiave che mostra la possibilità fondamentale di tale lavoro.
Non solo collegando un transponder AIS a un satellite, ma creando un sistema di lavoro autonomo, da cui successivamente è possibile creare un comodo sistema di controllo satellitare basato sulla costellazione satellitare russa esistente. “Se ci muoviamo verso questo, sarà necessario un serio lavoro di ingegneria. Per ora abbiamo realizzato solo un dimostratore”, afferma Yuretsky.
Questa opportunità per i piccoli droni domestici di lavorare con i sistemi spaziali esistenti rappresenta un serio passo avanti. Un tale sistema di controllo dallo spazio sarà utile in luoghi difficili da raggiungere, per dispositivi che funzionano autonomamente per lungo tempo e in molti altri luoghi. Geoscan ha dimostrato che ciò è possibile.
Davanti a noi c'è il primo passo volto a creare il nostro analogo del gruppo SpaceX. No, anzi, è ancora meglio, perché invece di decine di migliaia di dispositivi in orbita, la Russia è stata in grado di utilizzarne solo pochi.
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