Добыча ресурсов в космосе: математики решили проблему навигации между движущимися астероидами

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В настоящее время освоение космоса упирается не только в разработку достаточно мощных ракет, но и в решение сложных логистических задач. Одна из них — как эффективно спланировать маршрут между несколькими астероидами, которые непрерывно движутся с огромной скоростью. Для решения этой проблемы международная команда математиков разработала алгоритм, который позволяет произвести точный расчёт всех маршрутов космических аппаратов при посещении сразу нескольких небесных тел. Результаты исследования, опубликованные в журнале INFORMS Journal on Computing, могут стать основой для будущих миссий по добыче полезных ископаемых в космосе.

Автор: Google Источник: gemini.google.com

В земной логистике маршруты строятся на основе классической «задачи коммивояжёра» — поиска кратчайшего пути между неподвижными точками. В космосе эта задача многократно усложняется: астероиды непрерывно движутся со скоростями в десятки тысяч километров в час. Положение объекта в момент прибытия корабля зависит от того, когда именно он стартовал с предыдущего астероида. Из-за этого количество возможных траекторий растёт экспоненциально, и стандартные вычислительные методы не справляются с этой задачей. До сих пор инженеры были вынуждены опираться лишь на приближённые оценки.

Учёные из Политехнического университета Монреаля, Билефельдского и Манчестерского университетов предложили метод, который отсеивает заведомо невыгодные маршруты ещё до начала сложных вычислений. Алгоритм строит общую схему возможных перелётов и последовательно отбрасывает варианты, требующие слишком много времени или топлива. Это позволяет направить вычислительные мощности только на анализ перспективных траекторий.

Опираясь на полученные в ходе исследования данные, специалисты подготовили наглядную визуализацию: детальный эскиз, демонстрирующий маневрирование космического аппарата в плотном поле астероидов.
Опираясь на полученные в ходе исследования данные, специалисты подготовили наглядную визуализацию: детальный эскиз, демонстрирующий маневрирование космического аппарата в плотном поле астероидов.
Автор: Rudich et al Источник: www.extremetech.com

В тестах алгоритм находил оптимальный маршрут через 10 астероидов менее чем за два часа. При увеличении числа объектов до 15-30 метод сработал быстрее и точнее всех существующих аналогов.

При этом у нового метода есть технические ограничения. Текущая версия рассчитана на корабли, способные мгновенно менять скорость (импульсные манёвры). Алгоритм пока не адаптирован для ионных двигателей малой тяги, которые чаще рассматриваются для дальних космических перелётов.

На представленной схеме визуализирован принцип оптимизации движения в зонах естественного слияния транспортных потоков. Предложенный маршрут позволяет эффективно разрешать конфликтные точки, где пересекаются траектории движения объектов, обеспечивая их беспрепятственное и безопасное перемещение.
На представленной схеме визуализирован принцип оптимизации движения в зонах естественного слияния транспортных потоков. Предложенный маршрут позволяет эффективно разрешать конфликтные точки, где пересекаются траектории движения объектов, обеспечивая их беспрепятственное и безопасное перемещение.
Автор: Rudich et al Источник: www.extremetech.com

Авторы подчеркивают, разработанный математический алгоритм имеет применение и на Земле. Его можно использовать для оптимизации транспортных сетей, расписаний и цепочек поставок, где время и стоимость доставки напрямую зависят от момента отправления.

Источник: phys.org

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Страна Пунт: египтяне плавали туда за редкостями, а мы спорим, где она находилась

Мы знаем, что египтяне привозили из Пунта. Знаем имя одного из его правителей и даже можем посмотреть, как художники изобразили его жену. Сохранились изображения кораблей, грузов и домов на опорах....

Как песчаный остров Сейбл погубил сотни кораблей

У Сейбла судно могло сесть на мель ещё до того, как команда замечала берег. Подводные песчаные косы уходят далеко за оконечности острова, а низкую сушу часто скрывает туман. За несколько столетий...

Зачем на домашнем телефоне была кнопка R или Flash и почему ею пользовались не все

На кнопочном домашнем телефоне рядом с цифрами встречалась клавиша R, Recall или Flash. С повторным набором всё было понятно: нажал — аппарат снова звонит по последнему номеру. А...

В канадское озеро три года добавляли синтетический эстроген — популяция мелкой рыбы почти исчезла

В начале 2000-х учёные в канадской провинции Онтарио начали опыт, который в обычной лаборатории выглядел бы почти невозможным. Вместо аквариума они использовали целое озеро площадью 34...

Обзора компактного GAN зарядного блока питания UGREEN S534 для путешественников

UGREEN S534 — это компактный блок «6-в-1» на 45 Вт с GaN. Изначально он придуман для путешественников. Главная фишка — несколько вилок под сети в разных странах плюс целых 4...

Обзор Sivga SV021 Pro: деревянные наушники с отличным звуком и очень удобной посадкой

У меня уже больше года есть наушники Sivga Anser, которыми я очень доволен. Но захотелось взять ещё одни, на этот раз для работы в офисе. Чтобы можно было включить любимую музыку, спокойно...