Околоземное пространство быстро заполняется спутниками, что повышает риск опасных сближений и столкновений. Сейчас вокруг Земли находится почти 20 тысяч аппаратов, а более 3500 из них фактически превратились в «зомби»: они не работают или не передают сигналы о своём местоположении. Столкновение даже двух спутников может привести к появлению большого облака обломков и запустить цепную реакцию, известную как синдром Кесслера.
Одним из способов снизить угрозу может стать ремонт и обслуживание неработающих аппаратов. Исследователи представили систему CORTEX — автономный комплекс для расчёта траектории и управления сближением космического аппарата с объектом. Работа опубликована в журнале Acta Astronautica, а её ведущим автором стала Миндули Виджаянтунга из Инженерного колледжа Грейнджера при Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне.
Система создаётся с учётом развития операций по сближению и работе на близком расстоянии, включая осмотр, ремонт, сборку и удаление космического мусора. Индивидуальные схемы стыковки, применявшиеся для отдельных миссий, не подходят для обслуживания тысяч бесконтрольных спутников. Как пишет сайт Universe Today, число отслеживаемых объектов на низкой околоземной орбите выросло примерно с 13,7 тысячи в 2019 году до более чем 24 тысяч в 2025-м.
CORTEX использует выпуклую оптимизацию — математический метод, который подбирает траекторию и команды двигателям с учётом расхода топлива, ограничений и безопасных зон вокруг цели. Алгоритм планирует сближение в период освещённости, учитывает коридор подхода и исключает попадание струи двигателей на обслуживаемый объект. При отклонении от расчётного маршрута система способна перестроить траекторию и продолжить операцию, а при серьёзной угрозе — перейти на безопасное удаление вместо немедленного прекращения миссии.
Испытания проводились на модели миссии по обслуживанию спутника на низкой околоземной орбите. В ходе экспериментов моделировались ошибки двигателей, неожиданные возмущения орбиты и условия, соответствующие солнечным бурям. Во всех проверенных случаях CORTEX либо восстанавливал безопасный маршрут, либо уводил аппарат из опасной зоны; такой подход рассматривается как основа для будущего автономного ремонта и инспекции спутников.