可以将其视为一个天体游戏：要看到地球上的每个点，最少需要多少颗卫星?这些卫星将如何在轨道上保持24/7连续覆盖，同时又与地球的重力场，块状质量，太阳和月亮的吸引力以及太阳辐射的压力相抗衡?

在1980年代中期，研究员John E. Draim提出了一种通常被认为是理想的解决方案：四星星座。但是，将卫星保持在原位所需的推进剂数量以及随之而来的成本使这种配置不可行。

现在，由美国康奈尔大学工程学教授约瑟夫·C·福特教授帕特里克·里德(Patrick Reed)领导的国家科学基金会赞助的合作，发现了使四卫星星座成为可能的因素的正确组合，这将推动电信，导航技术的发展。和遥感。而且，研究人员巧妙地做到了这一点，方法是使通常会使卫星退化的力反而对他们有利。

“我们遇到的一个有趣的问题是，我们是否可以真正改变那些力量?我们可以对它进行降级，而不是使系统降级，而是使星座从这些力量中收集能量并利用它们进行主动控制吗?”里德说。

他们的论文“低成本卫星星座几乎连续覆盖全球”，于1月10日发表在《自然通讯》上。

里德开发的基于AI的进化计算搜索工具非常适合解决卫星放置和管理的众多复杂问题。

在这个项目中，里德(Reed)与航空航天公司的研究人员合作，将他的算法知识与公司在尖端天体物理学，运营物流和模拟方面的专业知识相结合。

为了筛选成千上万个可能的轨道和扰动组合，研究小组使用了伊利诺伊大学香槟分校的Blue Waters超级计算机。Reed说，Blue Waters将300或400年的计算探索压缩为大约一个月的实际计算。

他们将星座设计推向两个可以在24或48小时内运行的模型，并分别连续覆盖了全球86%和95%的区域。虽然从理论上讲100%的性能覆盖范围是理想的，但研究人员发现，仅牺牲5%-14%的能量，就可以从相同的引力和太阳辐射力中获取能量，这通常会使卫星星座寿命短且难以被吸收。控制。