Cyfrowa inżynieria misji (DME) to wykorzystanie cyfrowego modelowania, symulacji i analiz w celu uwzględnienia środowiska operacyjnego oraz oceny wyników misji i jej skuteczności na każdym etapie cyklu życia systemu. Ułatwia wdrażanie innowacyjnych rozwiązań niezbędnych aby sprostać złożonym wyzwaniom. Dyscyplina pojawiła się w sektorze kosmicznym, obejmując następnie lotnictwo i obronność, przede wszystkim jako odpowiedź na rosnącą złożoność systemów i potrzebę szybkich innowacji.
Narzędzia Ansys z dziedziny Cyfrowej Inżynierii Misji:
Oprogramowanie służące do modelowania i symulacji w dziedzinie cyfrowej inżynierii misji i analizy systemów. Umożliwia precyzyjne modelowanie złożonych scenariuszy, wspierając planowanie i realizację misji w różnych środowiskach operacyjnych.
- Access – analiza możliwości wzajemnej widoczności lub komunikacji, co jest kluczowe dla skutecznej koordynacji działań w misjach wojskowych i kosmicznych
- Coverage – ocena wydajności systemu w różnych obszarach geograficznych poprzez analizę zasięgu, pozwalając na optymalizację rozmieszczenia zasobów
- Communications – modelowanie systemów łączności, co umożliwia projektowanie i optymalizację sieci komunikacyjnych w wymagających warunkach
- Radar – modelowanie systemów radiolokacyjnych
- Terrain Integrated Rough Earth Model (TIREM) – ocena wpływu rzeźby terenu na propagację sygnału, co pozwala na lepsze planowanie komunikacji i operacji w trudnym terenie
- Urban Propagation – modelowanie propagacji sygnału w środowisku miejskim, istotne dla operacji w gęsto zabudowanych obszarach
- Interfejsy integracyjne – możliwość automatyzacji i integracji STK Pro z innymi narzędziami poprzez API, co zwiększa elastyczność i efektywność operacji
- Tworzenie aplikacji niestandardowych – STK Engine umożliwia tworzenie na dostosowanie oprogramowania do specyficznych potrzeb misji.
Zaawansowane modelowanie parametrów lotu, planowanie misji i symulacja złożonych systemów lotniczych. Umożliwia kompleksowe zarządzanie
i optymalizację operacji lotniczych, łącząc funkcje podstawowe STK Pro z zaawansowanymi narzędziami specjalistycznymi.
- Aviator – umożliwia zaawansowane modelowanie platform lotniczych, obejmujące modele osiągów, fazy lotu i manewry. Dzięki temu możliwe jest realistyczne symulowanie zachowań statków powietrznych w różnych scenariuszach.
- Analyzer and Optimizer – narzędzie do przeprowadzania badań parametrycznych oraz analiz probabilistycznych. Pozwala na stosowanie zaawansowanych algorytmów optymalizacyjnych, co umożliwia dostosowanie parametrów misji do zmieniających się warunków operacyjnych.
- Terrain, Imagery and Maps -wsparcie dla zaawansowanych zestawów danych przestrzennych, takich jak ortomozaiki i Numeryczne Modele Terenu (NMT), co umożliwia dokładne planowanie misji z uwzględnieniem rzeczywistych warunków geograficznych.
- Real-Time Tracking Technology (RT3) oraz Distributed Simulation (DSim) – funkcje te umożliwiają wprowadzenie danych telemetrycznych do STK w czasie rzeczywistym oraz symulację rozproszoną, co jest kluczowe dla dynamicznego monitorowania i kontrolowania operacji lotniczych.
- Parallel Computing – umożliwia wykonywanie obliczeń równoległych, co znacząco zwiększa wydajność i skraca czas symulacji, nawet przy złożonych analizach.
- EOIR – zaawansowane narzędzie do modelowania skuteczności sensorów optoelektronicznych i podczerwieni, kluczowe dla oceny efektywności systemów detekcji w różnych warunkach środowiskowych.
STK Premium (Space) to zaawansowany pakiet narzędzi do modelowania i analizy misji kosmicznych, który oferuje niezwykłą precyzję
i wszechstronność w projektowaniu oraz monitorowaniu systemów kosmicznych.
- Astrogator – umożliwia precyzyjne opracowywanie, optymalizację i weryfikację trajektorii lotu satelitów oraz statków kosmicznych, co jest kluczowe dla planowania misji orbitalnych.
- SatPro – służy do zaawansowanego modelowania i analizy systemów satelitarnych, umożliwiając ocenę wydajności i niezawodności satelitów w różnych warunkach operacyjnych.
- Space Environment Effects Tool – umożliwia badanie wpływu środowiska kosmicznego, w tym promieniowania i mikrometeorytów na sprzęt kosmiczny, co pozwala na lepsze przygotowanie systemów na ekstremalne warunki panujące w kosmosie.
- Conjunction Analysis Tool – oferuje narzędzia do wykrywania i oceny prawdopodobieństwa kolizji na orbicie, co jest kluczowe dla zarządzania ruchem satelitów i zapobiegania katastrofom w przestrzeni kosmicznej.
- Analyzer and Optimizer – narzędzie do przeprowadzania badań parametrycznych oraz analiz probabilistycznych. Pozwala na stosowanie zaawansowanych algorytmów optymalizacyjnych, co umożliwia dostosowanie parametrów misji do zmieniających się warunków operacyjnych
- Terrain, Imagery and Maps – wsparcie dla zaawansowanych zestawów danych przestrzennych, takich jak ortomozaiki i Numeryczne Modele Terenu (NMT), co umożliwia dokładne planowanie misji z uwzględnieniem rzeczywistych warunków geograficznych.
- Real-Time Tracking Technology (RT3) oraz Distributed Simulation (DSim) – funkcje te umożliwiają wprowadzenie danych telemetrycznych do STK w czasie rzeczywistym oraz symulację rozproszoną, co jest kluczowe dla dynamicznego monitorowania i kontrolowania operacji lotniczych.
- Parallel Computing – umożliwia wykonywanie obliczeń równoległych, co znacząco zwiększa wydajność i skraca czas symulacji, nawet przy złożonych analizach.
- EOIR – zaawansowane narzędzie do modelowania skuteczności sensorów optoelektronicznych i podczerwieni, kluczowe dla oceny efektywności systemów detekcji w różnych warunkach środowiskowych.
STK Enterprise to kompleksowy pakiet oprogramowania do cyfrowej inżynierii misji, łączący funkcje STK Premium (Air) oraz STK Premium (Space),
z dodatkowymi narzędziami dla zaawansowanej analizy i zarządzania danymi.
- Behavior Execution Engine – Umożliwia uruchamianie modeli SysML w pełnej, opartej na fizyce symulacji, co jest kluczowe dla kompleksowego modelowania i analizy zachowań systemów w kontekście całej misji.
- Test and Evaluation Tool Kit (TETK) – Narzędzie wspierające planowanie i wykonywanie prób poligonowych oraz analizę danych w czasie rzeczywistym, co pozwala na szybkie reagowanie na wyniki testów i optymalizację systemów.
- STK Data Federate (SDF) – System zarządzania treścią umożliwiający efektywne przechowywanie, organizowanie i udostępnianie danych misji, co ułatwia zarządzanie dużymi zbiorami informacji.
- Geospatial Content Server (GCS) – Umożliwia hosting i serwowanie danych wysokościowych, zobrazowań oraz danych 3D o wysokiej dokładności, co jest kluczowe dla precyzyjnego planowania misji z uwzględnieniem rzeczywistych warunków terenowych.
STK RF Channel Modeler to narzędzie do modelowania kanałów naziemnej łączności bezprzewodowej, umożliwiające precyzyjną analizę propagacji sygnałów w różnych środowiskach operacyjnych.
STK SOLIS to zaawansowane środowisko symulacji statku kosmicznego, które pozwala na realistyczne odwzorowanie misji kosmicznych, od fazy projektowania po operacje na orbicie.
ODTK to zaawansowane narzędzie umożliwiające generowanie wysokiej dokładności orbit dla naturalnie występujących obiektów astronomicznych, takich jak asteroidy i komety, a także dla statków powietrznych i kosmicznych. Narzędzie to jest nieocenione w przetwarzaniu danych trajektorii oraz precyzyjnej estymacji przebiegu misji, co jest kluczowe dla planowania i realizacji zadań w przestrzeni kosmicznej.
- Wsparcie projektowania misji we wczesnej fazie, umożliwiając lepsze przewidywanie i optymalizację trajektorii.
- Symulację przewidywalnej orbity, co jest kluczowe dla długoterminowego monitorowania obiektów w przestrzeni kosmicznej.
- Integrację z systemami dynamiki lotu, co pozwala na bardziej realistyczne i precyzyjne modelowanie zachowania statków kosmicznych.
- Wsparcie procedur lądowania na różnych ciałach niebieskich, takich jak planety, księżyce czy asteroidy.
- Geolokację emiterów naziemnych, co może być kluczowe w misjach rozpoznawczych i komunikacyjnych.
DME Component Libraries oferują dostęp do rozbudowanego zestawu bibliotek, które pozwalają na dostosowanie oprogramowania do unikalnych wymagań specjalistycznych projektów. Te biblioteki zawierają komponenty umożliwiające bardziej precyzyjne i efektywne projektowanie oraz symulację systemów lotniczych i kosmicznych.
Przykładowe zastosowania produktów:
Oprogramowanie DME wspiera polską branżę kosmiczną
W sierpniu 2024 roku, największa w historii polski satelita „EagleEye,” stworzona przez firmy Creotech i Scanway, została wyniesiona na niską orbitę ziemską za pomocą rakiety Falcon 9. To kluczowe wydarzenie dla polskiej branży kosmicznej było wynikiem trzech lat intensywnych przygotowań. Jedną z misji satelity będzie testowanie polskich technologii w warunkach zerowej grawitacji.
Firma Creotech podkreśla, że osiągnięcie tego przełomowego sukcesu nie byłoby możliwe bez wsparcia narzędzi takich jak Digital Mission Engineering (DME). Oprogramowanie DME odegrało kluczową rolę w:
- Modelowaniu nadajników i odbiorników: Symulacje przeprowadzane za pomocą DME pozwoliły na precyzyjne odwzorowanie działania systemów komunikacyjnych.
- Symulacjach modeli anten: Optymalizacja anteny satelitarnej pod kątem jej wydajności w przestrzeni kosmicznej.
- Modelowaniu środowiska i interferencji: Analiza wpływu środowiska kosmicznego na działanie systemów pokładowych satelity.
- Dostępie do bazy danych: Wykorzystanie szerokiej bazy danych wszystkich dostępnych satelitów i stacji naziemnych, co ułatwiło planowanie komunikacji.
- Obliczeniach okien komunikacyjnych: Precyzyjne określenie przedziałów czasowych, w których satelita może nawiązać połączenie ze stacjami naziemnymi.
