Китайские исследователи испытали новую систему автономной навигации космических аппаратов, которая может быть использована в будущих миссиях в дальний космос. Технология основана на измерении звёздной аберрации и рассматривается как один из вариантов навигации для планируемой китайской миссии к Юпитеру Tianwen-4.
Эксперимент провели в январе с использованием спутника Tianhui-7, находившегося на низкой околоземной орбите. Аппарат в течение примерно 20 часов использовал данные звёздных датчиков для определения собственного движения и положения. По результатам испытаний точность определения положения составила около 5 км, а после дополнительной коррекции систематических ошибок — менее 4 км.
В основе метода лежит звёздная аберрация — небольшое кажущееся смещение положения звёзд, возникающее из-за движения наблюдателя. Измеряя чрезвычайно малые изменения углов между звёздами, бортовая система может определить скорость и направление движения космического аппарата. Это позволяет выполнять навигационные расчёты непосредственно на борту, снижая зависимость от наземных станций слежения.
Похожий принцип ранее изучался в рамках проекта NASA StarNAV. NASA финансировало исследование системы, которая должна использовать релятивистское изменение положения звёзд для автономной навигации космических аппаратов далеко за пределами околоземного пространства. Китайская разработка не является реализацией проекта NASA, однако использует тот же физический эффект — звёздную аберрацию.
Автономная навигация особенно важна для полётов к внешним планетам. В зависимости от взаимного положения Земли и Юпитера расстояние между ними меняется от 588 до 969 миллионов километров, а радиосигнал преодолевает этот путь в одну сторону примерно за 33–54 минуты. Ответный сигнал возвращается ещё столько же. Таким образом, полный цикл передачи команды и получения ответа может занимать почти два часа, поэтому наземные специалисты не могут управлять аппаратом в режиме реального времени.
Китай планирует запустить миссию Tianwen-4 к системе Юпитера примерно в 2030 году. Она должна стать первой китайской межпланетной миссией к газовому гиганту и его спутникам. Испытание системы на Tianhui-7 стало одним из шагов к созданию более автономных навигационных технологий для такого полёта.
При этом испытание проводилось на низкой околоземной орбите, поэтому полученные результаты ещё не доказывают, что система сможет обеспечить такую же точность в районе Юпитера. Китайские исследователи отмечают необходимость дальнейшего совершенствования датчиков и алгоритмов навигации.
