Un método de programación de tareas autónomas a bordo de una nave espacial basado en una red de tareas jerárquica y una línea de tiempo
Autores: Zhang, Junwei; Lyu, Liangqing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un método de programación de tareas autónomas a bordo de una nave espacial basado en una red de tareas jerárquica y una línea de tiempo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Naves espaciales
Autonomía
Programación de tareas
Exploración del espacio profundo
Retrasos en la comunicación
Adaptabilidad de las naves espaciales
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Para abordar los desafíos inherentes de la exploración del espacio profundo, como los retrasos en la comunicación y la imprevisibilidad de los entornos de las naves espaciales, este estudio se centra en mejorar la adaptabilidad y autonomía de las naves espaciales, que son esenciales para la Exploración Científica Espacial Autónoma. Un aspecto fundamental de este esfuerzo es el avance en la programación de tareas de las naves espaciales, que es integral para aumentar la autonomía de las naves espaciales. La investigación actual en este ámbito gira predominantemente en torno a la planificación del tiempo de misión y se ejecuta principalmente desde estaciones terrestres. Sin embargo, estos planes a menudo carecen de la granularidad necesaria para su implementación directa por parte de las naves espaciales. En respuesta, nuestro estudio propone un enfoque innovador para aumentar la autonomía de las naves espaciales, introduciendo un método que describe de manera articulada los objetivos de la misión y la información de recursos. Diseñamos un novedoso algoritmo de red de tareas jerárquica y línea de tiempo (HTN-T), una amalgama del método de programación HTN y los elementos distintivos de la investigación existente. Este algoritmo aborda las restricciones de tiempo a través de expansiones horizontales y verticales, basándose en la resolución de restricciones lógicas encontradas en los métodos de planificación convencionales. Además, introduce una estrategia basada en prioridades para resolver conflictos de recursos en las tareas de las naves espaciales. Este algoritmo se sustenta a través de validaciones, incluyendo demostraciones de prueba de concepto y evaluaciones dentro de un Sistema de Gestión y Control Colaborativo Espacio-Tierra que abarca tanto operaciones terrestres como de naves espaciales. Los hallazgos indican que nuestro algoritmo propuesto logra altas tasas de éxito en la programación y eficiencia operativa dentro de un marco de tiempo viable, navegando así efectivamente las complejidades de la programación de tareas autónomas de las naves espaciales.
Descripción
Para abordar los desafíos inherentes de la exploración del espacio profundo, como los retrasos en la comunicación y la imprevisibilidad de los entornos de las naves espaciales, este estudio se centra en mejorar la adaptabilidad y autonomía de las naves espaciales, que son esenciales para la Exploración Científica Espacial Autónoma. Un aspecto fundamental de este esfuerzo es el avance en la programación de tareas de las naves espaciales, que es integral para aumentar la autonomía de las naves espaciales. La investigación actual en este ámbito gira predominantemente en torno a la planificación del tiempo de misión y se ejecuta principalmente desde estaciones terrestres. Sin embargo, estos planes a menudo carecen de la granularidad necesaria para su implementación directa por parte de las naves espaciales. En respuesta, nuestro estudio propone un enfoque innovador para aumentar la autonomía de las naves espaciales, introduciendo un método que describe de manera articulada los objetivos de la misión y la información de recursos. Diseñamos un novedoso algoritmo de red de tareas jerárquica y línea de tiempo (HTN-T), una amalgama del método de programación HTN y los elementos distintivos de la investigación existente. Este algoritmo aborda las restricciones de tiempo a través de expansiones horizontales y verticales, basándose en la resolución de restricciones lógicas encontradas en los métodos de planificación convencionales. Además, introduce una estrategia basada en prioridades para resolver conflictos de recursos en las tareas de las naves espaciales. Este algoritmo se sustenta a través de validaciones, incluyendo demostraciones de prueba de concepto y evaluaciones dentro de un Sistema de Gestión y Control Colaborativo Espacio-Tierra que abarca tanto operaciones terrestres como de naves espaciales. Los hallazgos indican que nuestro algoritmo propuesto logra altas tasas de éxito en la programación y eficiencia operativa dentro de un marco de tiempo viable, navegando así efectivamente las complejidades de la programación de tareas autónomas de las naves espaciales.