28 апреля Московское отделение АНУД организовало онлайн-мероприятие, в рамках которого прошли семинар «Навигация и управление движением» под руководством председателя Московского отделения АНУД, члена-корреспондента РАН Дмитрия Александровича Новикова и заседание Научного совета ОЭММПУ РАН по процессам управления под руководством вице-президента АНУД, члена-корреспондента РАН Олега Андреевича Степанова.

Заседание семинара открылось приветственным словом чл.-корр. РАН Дмитрием Александровичем Новиковым. После слов памяти, посвященных деятельности своего предшественника на посту председателя отделения Виктора Леонидовича Солунина, Дмитрий Александрович рассказал об истории семинара «Современные методы навигации и управления движением», который проводился в стенах ИПУ РАН ежегодно с 2006 по 2012 год. Он отметил значимость и широту охвата проходивших в то время семинаров и выразил надежду, что удастся возродить и продолжить традицию, возможно в новом формате с использованием онлайн технологий.

Далее выступил с докладом «О соревнованиях по глобальной оптимизации траекторий GTOC I – XI (2005 – 2021)» старший научный сотрудник лаборатории Управления по неполным данным Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, кандидат физико-математических наук Александр Сергеевич Самохин.

GTOC (Global Trajectory Optimization Competition) – это престижные соревнования по глобальной оптимизации траекторий, впервые организованные Дарио Иццо из Команды Передовых Концепций (Advanced Concepts Team) Европейского Космического Агентства (ESA) в 2005 году. Задача для очередного выпуска GTOC по традиции составляется победителями предыдущих соревнований GTOC.

Соревнования посвящены построению траекторий перелётов космических аппаратов в задачах исключительной сложности. Обычно у половины команд не получается найти решение, хотя в действительности решений бесконечно много и требуется определить наилучшее возможное по функционалу за ограниченное время. При этом нет ограничений на использование любых ресурсов, методов, в соревнованиях могут принять участие все желающие.

В докладе поочередно рассматрены все 11 состоявшихся на текущий момент соревнований. Для каждого выпуска кратко приведены постановка задачи, использованные победившими командами методы решения, различные нюансы и описываются лучшие найденные траектории.

Например, четвёртые соревнования состоялись в 2009 году и были посвящены пролёту максимально возможного числа околоземных астероидов за 10 лет. Пертурбационные манёвры были запрещены. Победила команда Moscow State University из России, построившая траекторию пролёта 44 астероидов.

Сам автор участвовал в двух последних соревнованиях. В десятых соревнованиях в 2019 году требовалось за 90 миллионов лет заселить в нашей галактике как можно больше звёздных систем из 100 тысяч, отобранных для заселения, как можно более равномерно. Одиннадцатые соревнования состоялись в 2021 году и были посвящены построению части сферы Дайсона для захвата человеческой цивилизацией намного большего количества солнечной энергии, чем нам доступно сегодня. Для строительства одного кольца требовалось доставить как можно ближе к Солнцу как можно больше астероидов. Предполагалось, что события происходят спустя 100 лет от наших дней, в движение астероиды приводились двигателем, перерабатывающим их вещество в топливо.

Все рассмотренные задачи были нестандартными. Для их решения командами разрабатывались новые методы, а также использовались комбинации известных методов, таких как методы прямой и непрямой оптимизации, принцип максимума Понтрягина, метод ветвей и границ, метод роя частиц, муравьиные алгоритмы, приближение непрерывной задачи дискретным аналогом. Использовались как готовые программные пакеты, так и написанные с нуля программы. Накопленный опыт внёс очень большой вклад в развитие методов решения таких сложных задач глобальной оптимизации, содержащих бесчисленное число локальных экстремумов, имеющих огромные размерности пространства параметров задачи, нестандартный функционал.

Второй доклад «Возможный подход к формированию замкнутого контура управления малоразмерных КА на основе решения обратных задач динамики» ассистент межвузовской кафедры космических исследований Самарского национального исследовательского университета им. С.П. Королева, кандидат технических наук Андрей Васильевич Крамлих.

Был дан обзор малоразмерных космических аппаратов с акцентом на аппараты нанокласса – наноспутники. Обсуждались новые теоретические и практические проблемы, возникшие с появлением аппаратов такого класса. Были выделены основные особенности контура управления малоразмерным космическим аппаратом, приведена его структура.

Описывались контуры управления. Первый контур – демпфирование угловой скорости аппарата за счет напряженности магнитного поля Земли. Второй контур – решение задачи переориентации космического аппарата с учетом аэродинамического и гравитационного момента. Были приведены результаты реализации программы создания наноспутников. Был описан подход к решению задачи управления, разработанный автором и его коллегами. Одна из важных особенностей подхода – регулярный пересчет программной траектории аппарата в процессе переориентации. Также был рассмотрен третий контур – пассивный контур идентификации массо-инерционных характеристик спутника.

После завершения обсуждения докладов было проведено заседание Научного совета ОЭММПУ РАН по процессам управления.

В рамках заседания чл.-корр. РАН Олег Андреевич Степанов сделал отчет о работе совета, после чего рассказал о результатах выборов профессоров РАН по отделению ЭММПУ. Николай Владимирович Кузнецов сделал сообщение о предстоящих заседаниях совета. Сергей Леонидович Чернышев выступил с сообщением об утверждении нового состава экспертных советов ВАК. Чл.-корр. РАН Андрей Алексеевич Галяев рассказал о современной ситуации, связанной с изданием переводных версий научных журналов.

В целом мероприятие прошло весьма успешно. О новых семинарах мы будем информировать по электронной почте, а также размещать анонс на сайте Московского отделения АНУД.

Ученый секретарь
Московского отделения АНУД
Е.В. Каршаков