Voľne dostupný nástroj MIT Orbital Capacity Assessment Tool (MOCAT) umožní používateľom dlhodobo monitorovať vesmírne prostredie.
Záber z MIT Orbital Capacity Assessment Tool znázorňujúci kozmický odpad. Červenou farbou sú zobrazené trosky, zelenou užitočné zaťaženie, tyrkysovou opustené objekty a bielou telá rakiet. Zdroj: MIT
Laboratórium astrodynamiky, vesmírnej robotiky a riadenia (Astrodynamics, Space Robotics, and Controls Laboratory, ARCLab) Massachusettského technologického inštitútu (MIT) oznámilo 14. decembra 2023 počas seminára Vesmírneho fóra Organizácie pre hospodársku spoluprácu a rozvoj (OECD) 2023 verejné sprístupnenie beta verzie nástroja MIT na hodnotenie orbitálnej kapacity (MOCAT). MOCAT umožňuje používateľom z dlhodobého hľadiska modelovať budúce vesmírne prostredie. Jeho cieľom je poskytnúť obraz o neustále sa zväčšujúcom kozmickom odpade a posúdiť účinnosť preventívnych mechanizmov.
Kozmický odpad, tiež známy pod pojmami orbital debris, ktorý používa Národný úrad pre letectvo a vesmír (NASA), či space debris používaný Európskou vesmírnou agentúrou (ESA), je v súčasnosti veľmi aktuálnou problematikou.
Podľa medzinárodnej definície ide pri kozmickom odpade o telesá vyrobené človekom, ktoré sa nachádzajú v blízkom okolí Zeme a neslúžia žiadnemu účelu.
So stupňujúcim sa preťažením nízkej obežnej dráhy Zeme, ktoré je spôsobené prudkým nárastom rozmiestňovania satelitov, je riziko kolízií a šírenia sa kozmického odpadu naliehavým problémom. V súvislosti s vesmírnym prostredím sú preto nutné podrobné štúdie, ktoré majú zásadný význam pre vypracovanie účinných stratégií na podporu zodpovedného a udržateľného využívania vesmírnych zdrojov.
Účinný a všestranný nástroj
MOCAT vyniká medzi nástrojmi na modelovanie orbitálnych dráh svojou schopnosťou modelovať jednotlivé objekty, rôzne parametre, orbitálne charakteristiky, scenáre týkajúce sa fragmentácie, teda rozpadu objektov, a predpovedania možných kolízií.
Vďaka schopnosti rozlišovať medzi kategóriami objektov, zovšeobecňovať parametre a ponukou multifidelity výpočtu (multi-fidelity computation) sa MOCAT ukazuje ako všestranný a výkonný nástroj na komplexnú analýzu a riadenie vesmírneho prostredia.
Dôležitá spätná väzba používateľov
MOCAT má byť voľne dostupným open-source nástrojom, ktorý umožní zainteresovaným stranám vrátane prevádzkovateľov satelitov, regulačných orgánov a verejnosti prijímať rozhodnutia založené na relevantných údajoch.
Tím ARCLab vyvíja tieto modely už niekoľko rokov, pričom si uvedomuje, že nedostatočná implementácia voľne dostupných nástrojov evolučného modelovania obmedzuje schopnosť zainteresovaných strán dosiahnuť konsenzus o opatreniach, ktoré pomôžu zlepšiť udržateľnosť vesmíru. Cieľom tejto beta verzie je umožniť používateľom experimentovať s nástrojom a poskytovať spätnú väzbu, ktorá pomôže usmerniť ďalší vývoj.
Richard Linares, hlavný riešiteľ projektu MOCAT a docent letectva a astronautiky v MIT, vyjadril nadšenie z tohto nástroja a jeho vplyvu na ďalší vývoj týkajúci sa kozmického priestoru a jeho udržateľného využívania: „Čo sa týka hodnotenia orbitálnej kapacity, MOCAT predstavuje obrovský skok vpred. Dúfame, že jeho sprístupnením ako otvoreného zdroja a verejne dostupného nástroja sa nám podarí zapojiť svetovú komunitu do zlepšovania nášho chápania satelitných obežných dráh a prispieť k udržateľnému využívaniu vesmíru.“
MOCAT-MC a MOCAT-SSEM
MOCAT pozostáva z dvoch hlavných zložiek. MOCAT-MC vyhodnocuje vývoj vesmírneho prostredia pomocou simulácie jednotlivých trajektórií a analýzy parametrov Monte Carlo, čím poskytuje celkový pohľad na prostredie na vysokej úrovni a analýzu vernosti vývoja jednotlivých vesmírnych objektov. MOCAT Source Sink Evolutionary Model (MOCAT-SSEM) využíva prístup modelovania s nižšou vernosťou, ktorý možno spustiť na osobných počítačoch v priebehu niekoľkých sekúnd až minút. MOCAT-MC a MOCAT-SSEM sú dostupné samostatne prostredníctvom hostingu GitHub.
S podporou NASA
Počiatočný vývoj modelu MOCAT podporila Agentúra pre pokročilé obranné výskumné projekty (DARPA) a Úrad pre technológie a stratégie Národného úradu pre letectvo a vesmír (NASA).
Charity Weedenová, zástupkyňa administrátora pre Úrad pre technológie, politiku a stratégiu v ústredí NASA vo Washingtone, na margo nového nástroja uviedla: „Sme nadšení, že môžeme podporiť túto prelomovú prácu na modelovanie orbitálneho odpadu a nové poznatky, ktoré umožnila.“ Ďalej dodala: „Tento modelovací nástroj s otvoreným zdrojovým kódom je verejným majetkom, ktorý prispeje k udržateľnosti vesmírneho prostredia, zlepší stratégiu založenú na faktoch a pomôže všetkým zúčastneným používateľom vesmíru prijímať lepšie rozhodnutia.“
Zdroj: MIT, Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK v Bratislave
(zh)
