Безопасность в космосе
Обновлено международное руководство по предотвращению столкновений орбитальных объектов.
В условиях, когда в космосе одновременно движутся тысячи объектов, становится критически важным разработать процедуры, направленные на предотвращение столкновений. Недавно было обновлено Международное руководство по космической безопасности, а также введен новый ГОСТ "Космические системы".
ISO/TR 16158, Космические системы – Избежание столкновений орбитальных объектов, предлагает согласованные способы сотрудничества между теми, кто эксплуатирует спутники, для обеспечения безопасного и эффективного использования космической среды. ГОСТ системы и комплексы космические содержит ряд широко используемых методов для восприятия сближения, оценки вероятности столкновения и выживания, а также выполнения маневров для избежания столкновений. Этот стандарт перекликается с требованиями ISO 9001, который также нацелен на управление качеством и безопасностью процессов.
Стандарт ISO / ТО 16158 "Космические системы – Предотвращение столкновений между орбитальными объектами" поможет обеспечить надежность космических систем.
ГОСТ Космические системы поможет избежать столкновений объектов на орбите
ОПУБЛИКОВАННЫЙ СТАНДАРТ
ИСО/ТР 16158:2021
КОСМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Избежание столкновений между орбитальными объектами. Надежность космических систем.
Технический отчет был недавно пересмотрен, чтобы обеспечить его соответствие назначению, с добавлением более подробной информации для анализа риска столкновения и возможных операций по избежанию. Системы менеджмента качества космических систем регулярно должны обновляться и улучшаться. Это необходимо для обеспечения соответствия международным стандартам, таким как сертификат соответствия.
Методы анализа риска и маневров в стандарте ISO/TR 16158
Стандарт ISO/TR 16158 определяет методы анализа риска столкновения орбитальных объектов как последовательный процесс, включающий мониторинг траекторий, расчет вероятности сближения и планирование корректирующих действий. Организации, эксплуатирующие спутники, применяют эти методы для своевременного выявления потенциальных угроз и минимизации рисков в плотном орбитальном пространстве.
Процесс начинается с восприятия сближения, где операторы космических систем используют данные из каталогов орбитальных объектов, предоставляемых международными службами, такими как NORAD или ESA Space Debris Office. Стандарт рекомендует мониторить позиции объектов в реальном времени с помощью радаров и оптических систем, чтобы определить параметры сближения, включая минимальное расстояние и относительную скорость. Например, если два объекта приближаются на расстояние менее 1 км с вероятностью пересечения траекторий выше 10^{-4}, запускается детальный анализ.
Оценка вероятности столкновения опирается на статистические модели, описанные в стандарте, такие как модель Коула или Монте-Карло симуляции. Эти модели учитывают неопределенности в данных, включая погрешности измерений и маневры других объектов. Вероятность рассчитывается по формуле, интегрирующей поперечное сечение объектов, их относительную скорость и плотность орбитального трафика. Если риск превышает установленный порог - обычно 10^{-4} для критических миссий, - стандарт предписывает оценку выживания: анализ последствий удара, включая фрагментацию и генерацию дополнительного мусора. Это помогает решить, выполнять ли маневр или принять пассивные меры, такие как временное отключение систем.
Выполнение маневров для избежания столкновений требует координации с другими операторами через международные каналы, как указано в ISO/TR 16158. Маневр планируется с учетом топлива, орбитальной стабильности и влияния на другие спутники: оператор выбирает импульс, меняющий траекторию на 0,5–5 км в перпендикулярном направлении. Стандарт подчеркивает документацию каждого шага - от уведомления о сближении до пост-маневрового отчета - для обеспечения traceability в системах менеджмента. В случае многоуровневого риска, когда несколько объектов угрожают одновременно, приоритет отдается маневрам с наибольшей энергоэффективностью, чтобы сохранить ресурс спутника.
Применение этих методов в ГОСТ "Космические системы" адаптирует международные практики к национальным требованиям, включая интеграцию с системами контроля в России и Беларуси. Организации проводят регулярные аудиты, чтобы верифицировать точность моделей и готовность к маневрам, тем самым повышая общую надежность космической инфраструктуры. Такой подход не только предотвращает аварии, но и способствует устойчивому использованию орбиты, учитывая рост числа спутников в телекоммуникациях и научных миссиях.
Андре Лакруа, руководитель группы экспертов, разработавших руководство гост р системы космические, признал, что в последние годы количество спутников и других орбитальных объектов увеличилось, поскольку их использование в таких областях, как телекоммуникации, национальная безопасность и космическая наука, растет.
"Однако, как и на любом другом шоссе, движение должно быть бесперебойным, чтобы избежать аварий", – сказал он.
"Стандарт ISO содержит данные о рабочем процессе, который необходим для этого. Гост р системы космические содержит требования к данным для этих задач и методы, которые могут быть использованы для оценки вероятности столкновения и того, что нужно делать, чтобы избежать его".
Гост системы и комплексы космические (ISO/TR 16158) был разработан подкомитетом SC 14 "Космические системы и операции" технического комитета ISO/TC 20 "Самолеты и космические аппараты". Секретариатом ISO/TC 20/SC 14 является ANSI, член ISO от США.
