NASA udvikler anden generations søge- og redningsbeacon-teknologi

NASA's Search and Rescue (SAR) kontor, teknologiudviklingsleder for det internationale Cospas-Sarsat-program, har udviklet anden generation af nødbeacons, der tilbyder brugerne forbedret nøjagtighed og hurtigere responstider. Artemis-astronauter, der vender tilbage fra Månen, vil være de første brugere af disse beacons, som vil være kommercielt tilgængelig for offentligheden i de kommende år.

NASA's Search and Rescue Legacy

Cospas-Sarsat-programmet startede som et internationalt samarbejde om at give første-responders satellitstøttede nødlokaliseringstjenester. Siden grundlæggelsen i 1979, programmet er vokset fra en aftale mellem Canada, Frankrig, det tidligere Sovjetunionen og USA til at omfatte 45 lande og organisationer verden over.

NASA har lånt deres tekniske ekspertise til programmet siden starten. For bedst muligt at betjene brugere af systemet, SAR-kontoret i Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, har udviklet nødbeacons samt jord- og flysystemer, der understøtter dem til en lang række applikationer.

"NASA er stolt af den rolle, vi spiller i Cospas-Sarsat, " sagde SAR-missionsleder Lisa Mazzuca, som også er uddannet helikopterflyveofficer og hejseoperatør. "Vores teknologiske knowhow giver USA og det internationale samfund nye søge- og redningskapaciteter og endnu bedre service."

Forbedring af netværkskapaciteter

Mens den originale satellitstøttede eftersøgnings- og redningsarkitektur har tjent flyvere, sømænd og eventyrere godt i mange år, NASA og Cospas-Sarsat identificerede et behov for hurtigere responstider og mere nøjagtige lokaliseringsdata, end systemet kunne rumme.

De første opgraderinger af systemet involverede flyveelementerne i netværket. Nyt rumfartøj i Global Navigation Satellite System (GNSS), den internationale samling af positionering, navigations- og tidskonstellationer, medbring nu eftersøgnings- og redningsinstrumenter om bord. Disse satellitter i mellemjordskredsløb kan se større dele af Jorden end originale instrumenter på satellitter med lavt kredsløb om Jorden, tillader hurtigere beacon-detektion.

Derudover det højere antal GNSS-satellitter, der bærer søge- og redningsinstrumenter, giver mulighed for multi-lateration, en sofistikeret geometrisk beregning, der giver langt bedre nøjagtighed end beregninger baseret på data fra de mere begrænsede konstellationer SAR-instrumenter med lav kredsløb om jorden. Ultimativt, der vil være omkring 70 eftersøgnings- og redningsinstrumenter i rummet, med hvert ekstra instrument, der muliggør mere nøjagtige lokaliseringstjenester.

"Det forbedrer vores beacons placeringsnøjagtighed fra kilometer til meter, " sagde SAR-chefingeniør George Theodorakos. "Med et signaludbrud, vi kan beregne en nøjagtig placering af bredde- og længdegrad, som er betydeligt hurtigere end det tidligere system."

Opbygning af et bedre fyrtårn

For at drage fuld fordel af den nye netværksarkitektur, SAR-kontoret begyndte at udvikle anden generations beacon-teknologi. Disse beacons er designet til yderligere at forbedre placeringsnøjagtigheden og detektionstiden for systemet, samtidig med at de tilbyder brugerne et væld af nye muligheder.

For at forbedre effektiviteten i forhold til den første generations teknologi, anden generations beacons frontlæser deres nødtransmissioner, at sende flere transmissioner i de afgørende minutter efter aktivering og derefter reducere antallet af transmissioner som tiden går. Derudover anden generations beacons adskiller den information, de sender, i et primært felt, som indeholder alle beacons' indlejrede identifikationsoplysninger, og andre felter, som indeholder delvise oplysninger og kan tilpasses til kundens behov. Disse innovationer forbedrer beacon-batteriets levetid og giver førstehjælpere mere robuste data.

USA vil være det første land til at drage fuld fordel af anden generations beacons, da de nødvendige opgraderinger af deres jordstationer allerede er gennemført. NASA forventer, at den kommercielle industri begynder at sælge beacons inden for et par år. Internationalt, jordstationsopgraderinger og anden generations beacons kan forventes kort efter.

Artemis og ANGEL

I mellemtiden, de eneste brugere af andengenerations beacon-teknologi vil være Artemis-astronauter, der vender tilbage fra Månen. I samarbejde med overlevelses- og redningssystemingeniører ved NASAs Johnson Space Center i Houston, SAR-kontoret udviklede specialiserede Advanced Next-Generation Emergency Locator (ANGEL) beacons ved hjælp af anden generations teknologi til astronautredningsveste.

"Under normale omstændigheder, Orion-kapslen vil blive trukket op på dækket af et skib, og astronauter vil blive fjernet af militær- og NASA-personale, " sagde Johnsons overlevelses- og redningssystemingeniør Cody Kelly. "Hvis besætningen skal ud i vandet af en eller anden grund, de er udstyret med vores livreddere, flåder og ANGEL beacons for at sikre deres hurtige genopretning."

Med hensyn til fremtidige planer, NASA's SAR-kontor samarbejder med University of Maryland, College Park, at teste en prototypeenhed på et ubemandet luftfartøj (UAV), der kan finpudse på anden generations beacons. Ud over at bevise den retningsfindende teknologi, disse tests vil demonstrere, hvordan UAV'er kan bruges i eftersøgnings- og redningsoperationer. Denne kapacitet er af særlig interesse for den amerikanske kystvagt, der organiserer vandbaserede eftersøgnings- og redningsindsatser for U.S.A.

"Når vi implementerer den nye søge- og redningsarkitektur, " sagde SAR vicechef Tony Foster, "Der opstår muligheder for fortsat innovation. SAR-kontoret er til stadighed forpligtet til at finde nye måder at forbedre de første responders evne til at lokalisere og redde nødstedte personer gennem brug af Cospas-Sarsat netværket."