นักวิทยาศาสตร์พยายามหาจำนวนขั้นต่ำของดาวเทียมที่สามารถมองเห็นได้ทุกจุดบนโลกมานานหลายทศวรรษ คำถามนี้ได้รับแรงจูงใจส่วนหนึ่งจากปัญหาการเติบโตของเศษพื้นที่ แต่ยังพิจารณาถึงต้นทุนและประสิทธิภาพ ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1980 นักวิจัยจอห์นอี. ดรัมม์เสนอวิธีการแก้ไขปัญหานี้ในชุดของการศึกษาโดยอ้างว่ากลุ่มดาวบริวารทั้งสี่นั้นเป็นสิ่งที่จำเป็น
น่าเสียดายวิธีแก้ปัญหาของเขาก็ไม่สามารถใช้ได้จริงในเวลานั้นเนื่องจากจำเป็นต้องมีจรวดจำนวนมหาศาลเพื่อให้ดาวเทียมอยู่ในวงโคจร แต่ด้วยการศึกษาร่วมกันเมื่อไม่นานมานี้ทีมนักวิจัยได้พบว่ามีปัจจัยหลายอย่างที่ทำให้กลุ่มดาวบริวารทั้งสี่ดวงเป็นไปได้ การค้นพบของพวกเขาสามารถผลักดันความก้าวหน้าในการสื่อสารโทรคมนาคมการนำทางและการสำรวจระยะไกลในขณะที่ลดต้นทุน
การศึกษาที่อธิบายสิ่งที่ค้นพบเมื่อไม่นานมานี้ปรากฏในวารสาร การสื่อสารทางธรรมชาติ และนำโดย Patrick Reed ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัย Cornell รี้ดเข้าร่วมโดยวิศวกรและนักวิทยาศาสตร์จาก The Aerospace Corporation และมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเดวิสโดยได้รับการสนับสนุนจาก National Science Foundation (NSF)
เพื่อที่จะตอบคำถามว่าจะรักษากลุ่มดาวที่มีการทำงานด้วยจำนวนดาวเทียมขั้นต่ำได้อย่างไรทีมจะพิจารณาปัจจัยทั้งหมดที่ทำให้ดาวเทียมเสื่อมค่าไปตามกาลเวลา สิ่งเหล่านี้รวมถึงสนามแรงโน้มถ่วงของโลกการลากบรรยากาศอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์และแรงกดดันจากรังสีดวงอาทิตย์ ตามที่ได้อธิบาย:
“ หนึ่งในคำถามที่น่าสนใจที่เรามีคือเราสามารถเปลี่ยนกองกำลังเหล่านั้นได้หรือไม่? แทนที่จะทำให้ระบบเสื่อมโทรมเราสามารถพลิกมันจริง ๆ หรือว่ากลุ่มดาวกำลังเก็บเกี่ยวพลังงานจากกองกำลังเหล่านั้นและใช้พวกมันเพื่อควบคุมตัวเองอย่างแข็งขัน?”
การศึกษาร่วมกันนำมาซึ่งความเชี่ยวชาญของแอโรสเปซคอร์ปอเรชั่นในด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ล้ำสมัยการดำเนินงานด้านโลจิสติกส์และการจำลองด้วยความเชี่ยวชาญของรี้ดในเครื่องมือค้นหาการคำนวณด้วยคอมพิวเตอร์ ทีมยังอาศัยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของ Blue Water ที่ University of Illinois เพื่อลอดผ่านวงโคจรที่เป็นไปได้หลายแสนอันและการก่อกวน
ในฐานะที่เป็น Lake A. Singh ผู้อำนวยการระบบของแผนกสถาปัตยกรรมในอนาคตของ The Aerospace Corporation อธิบาย:
“ เรายกระดับความเชี่ยวชาญด้านการออกแบบการบินและอวกาศด้วยความเป็นผู้นำของคอร์เนลในการวิเคราะห์การค้นหาอัจฉริยะและค้นพบทางเลือกที่เป็นไปได้ในการดำเนินการกับการออกแบบกลุ่มดาวของ Draim การออกแบบกลุ่มดาวเหล่านี้อาจมอบข้อได้เปรียบที่สำคัญให้กับนักวางแผนภารกิจสำหรับแนวคิดที่วงโคจรค้างฟ้าและที่อื่น ๆ ”
เมื่อเวลาผ่านไปทีมก็สามารถ จำกัด การออกแบบกลุ่มดาวให้แคบลงเป็นสองรุ่น หนึ่งในดาวเทียมสามารถโคจรรอบระยะเวลา 24 ชั่วโมงและได้รับความคุ้มครองทั่วโลก 86% ดาวเทียมจะโคจรรอบระยะเวลา 48 ชั่วโมงและครอบคลุม 95% ในขณะที่ทั้งคู่ตกอาย 100% ทีมพบว่าการเสียสละความคุ้มครองเล็กน้อยจะนำไปสู่การแลกเปลี่ยนที่สำคัญ
ซึ่งรวมถึงความสามารถในการควบคุมพลังงานจากรังสีความโน้มถ่วงและแสงอาทิตย์ที่เหมือนกันซึ่งโดยปกติจะทำให้ดาวเทียมยากต่อการควบคุมและทำให้วงโคจรของพวกมันสลายตัว นอกจากนี้ผู้ให้บริการดาวเทียมจะสามารถควบคุมตำแหน่งที่จะเกิดช่องว่างและสิ่งเหล่านี้จะคงอยู่เพียง 80 นาทีต่อวัน ดังที่รีดกล่าวการแลกเปลี่ยนนี้มีความคุ้มค่า:
“ นี่เป็นหนึ่งในสิ่งที่การแสวงหาความสมบูรณ์แบบจริง ๆ แล้วอาจทำให้เสียนวัตกรรม และคุณจะไม่ยอมแพ้ในจำนวนที่มากนัก อาจมีภารกิจที่คุณต้องการครอบคลุมทุกที่บนโลกและในกรณีเหล่านั้นคุณจะต้องใช้ดาวเทียมหรือเซ็นเซอร์เครือข่ายหรือแพลตฟอร์มไฮบริดมากขึ้น
ประโยชน์อื่น ๆ ของการควบคุมดาวเทียมแบบพาสซีฟประเภทนี้รวมถึงวิธีการที่มันสามารถยืดอายุขัยของกลุ่มดาวได้ตั้งแต่ 5 ถึง 15 ปี พวกเขายังต้องการแรงขับเคลื่อนน้อยกว่าและสามารถลอยได้ในระดับที่สูงขึ้นซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการกระแทกกับยานอวกาศและวัตถุที่โคจรอยู่ แต่จุดขายที่ใหญ่ที่สุดคือวิธีการติดตั้งที่คุ้มค่าเมื่อเทียบกับกลุ่มดาวเทียมทั่วไป
สิ่งนี้ทำให้น่าดึงดูดอย่างยิ่งต่อประเทศหรือ บริษัท การบินพาณิชย์ที่ไม่มีทรัพยากรทางการเงินที่จำเป็นในการปรับใช้กลุ่มดาวขนาดใหญ่
“ แม้แต่ดาวเทียมหนึ่งดวงก็สามารถมีค่าใช้จ่ายหลายร้อยล้านล้านดอลลาร์หรือหลายพันล้านดอลลาร์ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่ามีเซ็นเซอร์อะไรอยู่และจุดประสงค์ของมันคืออะไร ดังนั้นการมีแพลตฟอร์มใหม่ที่คุณสามารถใช้ในภารกิจที่มีอยู่และภารกิจใหม่นั้นค่อนข้างจะเรียบร้อย มีความเป็นไปได้มากมายสำหรับการตรวจจับจากระยะไกลการสื่อสารโทรคมนาคมการนำทางการตรวจจับแบนด์วิดท์สูงและข้อเสนอแนะรอบ ๆ พื้นที่และการพัฒนานั้นรวดเร็วมากอย่างรวดเร็ว มีแนวโน้มว่าแอปพลิเคชั่นทุกประเภทที่อาจได้รับประโยชน์จากกลุ่มดาวเทียมที่มีอายุยืนยาวและปรับตัวเองได้ด้วยการครอบคลุมทั่วโลก”
การศึกษาครั้งนี้ไม่เพียง แต่จะแก้ไขคำถามต่อเนื่องเกี่ยวกับการครอบคลุมของดาวเทียมและการบำรุงรักษากลุ่มดาว นอกจากนี้ยังหมายถึงการผลักดันความก้าวหน้าด้านโทรคมนาคมการนำทางและการสำรวจระยะไกล ในอนาคตอันใกล้นี้ดาวเทียมจำนวนนับไม่ถ้วนจะถูกส่งไปยังอวกาศเพื่อให้บริการอินเทอร์เน็ตผ่านดาวเทียม (กลุ่มดาวสตาร์ลิงก์ของ SpaceX) ทำการทดลองวิทยาศาสตร์และตรวจสอบบรรยากาศและพื้นผิวโลก
ระหว่างสิ่งนี้และความกังวลที่เกี่ยวข้องเกี่ยวกับเศษพื้นที่ความสามารถในการทำมากขึ้นโดยใช้น้อยลง (และสำหรับเงินน้อยลง) จะมีประโยชน์มาก!
