Китай приблизил миссию к Юпитеру, воплотив в жизнь концепцию оптической навигации StarNav от NASA

Китайские аэрокосмические инженеры успешно адаптировали и воплотили на практике концепцию автономной оптической навигации StarNav, предложенную ранее исследователями NASA. Разработка станет ключевым элементом предстоящей межпланетной миссии «Тяньвэнь-4» по исследованию системы Юпитера.

Научная группа из Института фотонных технологий Цзинаньского университета под руководством профессора Ли Сяна опубликовала результаты работы в авторитетном международном издании Optics Express.

Решение проблемы глубокого космоса

При полетах к внешним границам Солнечной системы традиционные радиосигналы с Земли идут с критической задержкой (в случае Юпитера — свыше 40 минут в один конец). Это делает дистанционное управление аппаратом в реальном времени невозможным.

Американская концепция StarNav (Relativistic Stellar Navigation), разработанная в Космическом центре имени Годдарда (NASA), предлагала определять скорость и координаты корабля за счет фиксации эффекта релятивистской аберрации — микроскопического видимого смещения звезд из-за движения самого зонда. Однако в NASA идея долгое время оставалась на уровне теоретических моделей.

Китайский прорыв и полет к Юпитеру

Специалисты из Гуанчжоу создали первый полностью работающий прототип с компактным оптическим блоком и сверхчувствительными сенсорами, объединив аппаратную часть с алгоритмами компьютерного зрения. Лабораторные испытания и моделирование полета на скорости более 30 км/с доказали высокую надежность метода: погрешность в определении скорости аппарата составила доли метра в секунду, а точность позиционирования выросла в разы.

Созданная система предназначена для флагманской китайской миссии «Тяньвэнь-4», старт которой запланирован на конец текущего десятилетия. Межпланетная станция разделится на два аппарата: один выйдет на орбиту Юпитера для изучения его спутников (включая Ганимед и Каллисто), а второй отправится дальше — к Урану. Автономная звездная навигация позволит зонду самостоятельно корректировать траекторию и совершать гравитационные маневры без непрерывной связи с наземными центрами управления.