Ученые применили ряд алгоритмов к телескопам с лазерной локацией и преуспели в повышении точности обнаружения космического мусора на орбите Земли, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Journal of Laser Applications.
Космический мусор на орбите Земли может угрожать безопасности космических кораблей.
Теперь китайские исследователи повысили точность обнаружения космического мусора на орбите Земли, предоставив более эффективный способ построения безопасных маршрутов для маневров космического корабля.
«Возможность успешной навигации по полю астероидов составляет примерно 3720 к одному! - воскликнул C-3PO, когда Хан Соло направил корабль «Тысячелетний Сокол» в астероидное поле в «Звездных войнах: Империя наносит ответный удар». Орбита Земли опасна в этом отношении гораздо меньше, но после более чем полувековой космической деятельности на ней накопилось довольно много планетарного мусора, мешающего космическим кораблям.
Ученые разработали системы идентификации космического мусора, но оказалось непросто обнаружить быстрые, маленькие частички космического мусора. Уникальный набор алгоритмов для лазерных телескопов значительно повысил вероятность обнаружения космического мусора.
«После повышения точности наведения телескопа с помощью нейронной сети можно обнаружить космический мусор площадью поперечного сечения 1 метр в квадрате и длиной 1500 километров», - сказал Тяньмин Ма из Китайской академии геодезии и картографии в Пекине и Ляонинского технического университета (Фусинь).
Технология лазерной локации использует лазерное отражение от объектов для измерения их расстояния. Но отраженный от поверхности космического мусора эхо-сигнал очень слабый, что снижает точность. Предыдущие методы улучшили лазерное определение местоположения мусора, но только до уровня 1 километра.
Применение нейронных сетей к технологиям лазерного позиционирования было предложено ранее. Однако исследования Ма впервые показало, как значительно нейронные сети повышают точность наведения лазерного телескопа.
Ма и его коллеги обучили нейронную сеть обратного распространения для распознавания космического мусора с использованием двух корректирующих алгоритмов. Генетический алгоритм и алгоритм Левенберг-Марквардт оптимизировали пороги нейронной сети для распознавания космического мусора, гарантируя, что сеть не будет слишком чувствительной и может быть обучена на локализованных участках пространства. Команда продемонстрировала улучшенную точность, протестировав три традиционных метода на станции телескопа лазерного диапазона в Пекине.
Данные наблюдений за 95 звездами были использованы для определения коэффициентов алгоритма каждого метода, и была оценена точность обнаружения 22 других звезд. Новые алгоритмы коррекции наведения оказались наиболее точными, а также простыми в обращении с хорошей производительностью в реальном времени.
Ма стремится к дальнейшему совершенствованию метода. «Точное определение космического мусора может обеспечить эффективную помощь для безопасной эксплуатации космического корабля на орбите»
[Фото: eurekalert.org]
