Спутниковая эволюция по Дарвину

24 октября 2001 г.
Чарльз Дарвин был бы очень удивлен, узнай он о том, что его открытия когда-нибудь будут помогать выигрывать войны и улучшать сотовую связь. Тем не менее, новый компьютерный "генетический алгоритм", основанный на законе эволюции Дарвина, способен на все это. Созданный учеными университета Пурдью (Purdue), он рассчитывает идеальные орбиты спутников, оптимальным образом решая основную проблему спутниковой связи.

Летающие на самой большой (35'400 км) высоте аппараты способны "видеть" половину земного шара, и, двигаясь с такой же скоростью, как и Земля, могут находиться на постоянной связи со станциями на поверхности планеты. Однако, стоимость их вывода на такие орбиты чрезвычайно высока. Более дешевые орбиты от 130 до 480 км неудобны для спутников вследствие кривизны земной поверхности, которая препятствует связи со станциями в ходе большей части 90-минутного витка вокруг планеты. Не спасает положение и группировка из работающих совместно четырех спутников. Неизбежные пробелы в связи делают невозможным применение подобной системы не только в военных операциях, но и во множестве коммерческих приложений: сотовых телефонах и пейджерах.

Чтобы решить эту задачу, ученые под руководством Уильяма Кроссли (William Crossley), адъюнкт-профессора из департамента астронавтики и аэронавтики университета Пурдью, воспользовались компьютером, который отобрал (в соответствии с законом эволюции Дарвина) наилучшие орбиты. Генетический алгоритм выбрал наиболее производительные группировки спутников путем изменения таких параметров, как удаление одного аппарата от другого и высота полета над поверхностью планеты.

Использование генетического алгоритма привело к неожиданным результатам. В обычных условиях, при небольшом количестве спутников, все они разделены одинаковым расстоянием. Ученые же в своих расчетах получили другой ответ. К примеру, группировка может состоять из двух спутников, находящихся далеко друг от друга и третьего, летящего недалеко от второго. В этом случае периоды отсутствия сигнала не будут превышать 90 минут, хотя и не исчезнут совсем.

Исследователи считают, что спутники на низких орбитах будут незаменимы для пользователей мобильных компьютеров, дав им возможность использовать устройства беспроводной связи.

Константин Зайцев

(по материалам Space.com)