Application of picosatellites framework in maritime piracy and security

Abstract

Σκοπιμότητα και Στόχοι της Διατριβής. Αποκλειστική σκοπιμότητα της παρούσας διατριβής είναι η δημιουργία ενός αρχικού αλλά πραγματικού πλαισίου, στο οποίο θα είναι δυνατόν να αποκαλυφθούν τα δεδομένα και οι δυνατότητες υποστήριξης της θαλάσσιας ασφάλειας και γενικότερα της ναυτιλίας μέσω της χρήσης πολύ μικρών δορυφόρων. Απαραίτητη προυπόθεση είναι οι δορυφόροι αυτοί να έχουν συμμετέχει σε πραγματικές διαστημικές αποστολές και να έχουν ληφθεί πραγματικά διαστημικά δεδομένα. Κατά συνέπεια οι τρεις βασικοί στόχοι της εν λόγω διατριβής είναι: 1. Δημιουργία ενός πραγματικού δορυφόρου μικρών διαστάσεων (τύπου «cubesat) και αποστολή του στο διάστημα. 2. Λήψη πραγματικών δεδομένων από το διάστημα μέσω αυτού του δορυφόρου και αξιολόγηση τους. 3. Δημιουργία μοντέλου κινδύνου, βασισμένο σε ανωτέρω πραγματικά στοιχεία, που θα αφορά την διασύνδεση της θαλάσσιας ασφάλειας με το διάστημα. Δημιουργείται και κατασκευάζεται ένας πραγματικός μικροδορυφόρος (Lambdasat – www.lambdasat.com ) ο οποίος συμμετέχει σε πραγματική αποστολή της NASA και αποσπά την πιστοποίηση επιτυχούς διαστημικής αποστολής (successful NASA mission http://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/experiments/1865.html) . Ο δορυφόρος αυτός εφάρμοσε για πρώτη φορά τις αρχές του maritime security σε διαστημικό όχημα τέτοιου μεγέθους και μετά την λήψη διαστημικών δεδομένων προέκυψαν πολύ χρήσιμα συμπεράσματα τα οποία δημοσιεύθηκαν σε αντίστοιχα journals στο εξωτερικό τα οποία και αναφέρονται στο τέλος αυτής της παραγράφου συνολικά (Κεφάλαιο 6). Εκτελείται προσομοίωση με την χρήση διαφορετικών υπολογιστικών προγραμμάτων για την χρήση πολύ μικρών δορυφόρων (τύπου Tubesat) στην Ναυτιλία και την θαλάσσια ασφάλεια βάσει της οποίας εξήχθησαν συμπεράσματα για την χρονική διαθεσιμότητα των πολύ μικρών δορυφόρων με βάση τα επιχειρησιακά χαρακτηριστικά της τροχιάς τους. Υπολογίστηκε το ελάχιστο μέγεθος ενός constellation που θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για να καλύπτει 24 ώρες / 7 ημέρες την εβδομάδα τον εκάστοτε χώρο ενδιαφέροντος. Δημιουργείαται για αυτό το σκοπό online επισκόπηση του αλγόριθμου κινδύνου σε μορφή demo ως απαραίτητο εργαλείο επισκόπησης του κινδύνου κατά την διάρκεια της πειρατείας (www.maritimerisk.gr) (Κεφάλαιο 7). Αναπτύσσεται μεθοδολογία υπολογισμού κινδύνου στην πειρατεία και υπολογίζεται ένα αναλυτικό ποσοτικό μοντέλου κινδύνου με την χρήση βασικών τεχνικών γραμμικής και λογαριθμικής παλινδρόμησης (regression analysis) για την εξαγωγή συμπερασμάτων (Κεφάλαιο 8). Συλλέγεται και αναλύτεται η υπάρχουσα πληροφορία που έχει προκύψει από την χρήση των πραγματικών μικροδορυφόρων Lambdasat και Τubesat αλλά και από βιβλιογραφική έρευνα της σχέσεως κόστους και οφέλους χρήσεως μικροδορυφόρων στην θαλάσσια ασφάλεια (Κεφάλαιο 8). Ως απόρροια και επίρρωση των ανωτέρω δημιουργείται η ιδέα και κατασκευάζεται ο δεύτερος μικροδορυφόρος με την ονομασία UOA/MythPelSat (www.mythpelsat.com) ο οποίος τον Αύγουστο του 2016 παραδίδεται επιτυχώς στην ΝΑΣΑ. Με τον δορυφόρο αυτό, ο οποίος πρόκειται να εκτοξευθεί τον Φεβρουάριο του 2017 από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), αναπτύσσονται οι αρχές του “orbital mesh networking” σε αρχικό επίπεδο.