NASAs NavCube kunne støtte en røntgenkommunikationsdemonstration i rummet-en NASA først

To gennemprøvede teknologier er blevet kombineret for at skabe en lovende ny teknologi, der kan imødekomme fremtidige navigationsudfordringer i dybt rum. Det kan også være med til at demonstrere-for første gang-røntgenkommunikation i rummet, en kapacitet, der ville tillade transmission af gigabit i sekundet i hele solsystemet.

Den nye teknologi, kaldet NavCube, kombinerer NASAs SpaceCube, en rekonfigurerbar og hurtig flight computing platform, med Navigator Global Positioning System (GPS) flyvemodtager. Navigator GPS bruger GPS-signalet til at muliggøre autonom positionering ombord, navigation, og timing selv i områder med svagt signal. Betragtes som en af ​​de aktiverende teknologier på bureauets flagskib Magnetospheric Multi-Scale (MMS) mission, Navigator GPS blev for nylig inkluderet i Guiness World Records for GPS-fix i højeste højde.

"NavCube er mere fleksibel end tidligere navigatorer på grund af dens rigelige beregningsressourcer. Også, fordi vi tilføjede muligheden for at behandle moderniserede GPS -signaler, NavCube har potentiale til betydeligt at forbedre ydeevnen ved lave, og specielt, store højder, muligvis endda til rumområdet nær månen og månens kredsløb, "sagde Luke Winternitz, Navigatorens overordnede arkitekt.

"Dette nye produkt er et plakatbarn for vores forsknings- og udviklingsindsats, "tilføjede Peter Hughes, teknologichef på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, hvis organisation finansierede udviklingen af ​​alle tre teknologier og udnævnte NavCube -teamet som årets vinder af sin organisations pris "Årets innovatører". "Både SpaceCube og Navigator beviste allerede deres værdi for NASA. Nu giver kombinationen af ​​de to NASA et andet værktøj. Også, muligheden for, at det kan hjælpe med at demonstrere røntgenkommunikation i rummet-en teknologi, som vi også har interesse i-er særlig spændende. "

Denne lovende teknologi er planlagt til at flyve som et af flere eksperimenter på en ekstern palle, der skal indsættes på den internationale rumstation i 2018. En NavCube -enhed vil demonstrere sine navigations- og behandlingsmuligheder, som fusionen mellem dens teknologiske forældre giver, mens den anden potentielt kunne levere præcise timingdata til et eksperiment, der demonstrerer røntgenkommunikation, eller XCOM.

"En tændstik i himlen"

Som en del af den potentielle XCOM -demonstration, NavCube driver elektronikken til en enhed kaldet den modulerede røntgenkilde, eller MXS, som genererer hurtigbrændende røntgenpulser, tænder og slukker mange gange i sekundet. Disse hurtige brandpulsationer kan bruges til at kode digitale bits til overførsel af data. Det blev udviklet som et testbed til at validere NASAs Neutron-star Interior Composition Explorer, eller NICER, som primært vil studere neutronstjerner og deres hurtigt snurrende pårørende, pulsarer, når den lanceres som en tilknyttet rumstation nyttelast i 2017.

XCOM er en af ​​to teknologidemonstrationer, som NICER's vigtigste efterforskere Keith Gendreau og Zaven Arzoumanian ønsker at demonstrere med NICER. For at demonstrere envejs XCOM, holdet vil installere MXS på forsøgspallen, hvor det vil overføre data via røntgenstråler til NICERs modtagere placeret 166 fod væk på den modsatte side af rumstationens fagværk.

NavCubes job er at køre MXS's tænd- og slukkontakt, sagde Jason Mitchell, en ingeniør på Goddard, der hjalp med at fremme MXS. Fordi NavCube kombinerer SpaceCube's high-speed computing med Navigators evne til at spore GPS-signaler, teamet ønsker også at eksperimentere med røntgeninterval, en teknik til måling af afstande mellem to objekter.

"NavCube leverede den bedste løsning til at køre dette eksperiment, "Mitchell sagde." Kombinationen af ​​disse kraftfulde teknologier var et ægteskab i himlen. "

Selvom det meste af teknologien er klar, holdet søger stadig yderligere finansiering til at færdiggøre en pladsklar MXS, herunder dets hus og højspændingsforsyning. "Vi har det meste af hardware, men har brug for lidt mere support for at fuldføre XCOM -pakken, "sagde Jenny Donaldson, der leder udviklingen af ​​NavCube nyttelast. "Dette er en fantastisk mulighed for at demonstrere NavCube og, hvis alt går som planlagt, Røntgenkommunikation, " hun sagde.

Rig arv

NavCube sporer sin slægt til to allerede dokumenterede teknologier:SpaceCube 2.0 og Navigator GPS. SpaceCube 2.0, en i en familie af indbyggede processorer, er 10 til 100 gange hurtigere end mere traditionelle flyprocessorer. Efter at have fløjet mange gange før, herunder på tidligere forsøgspaller, SpaceCube nyder nu en voksende liste over kunder, herunder fremtidige højt profilerede robot-servicemissioner.

Navigator GPS Flight -modtageren var med vilje designet til at registrere, erhverve, og spore svage GPS -signaler til NASAs MMS -mission. Navigator leverer nu positionsoplysninger til de fire rumfartøjer, der skal flyve i en bestemt, high-earth flyvedannelse for at indsamle videnskabelige data. Siden lanceringen af ​​MMS, Navigator har sat rekorder-en præstation, der for nylig blev anerkendt af Guinness World Records for at levere den højeste GPS-fix. På det højeste punkt i MMS -kredsløbet, Navigator har sporet hele 12 GPS -satellitter. Teamet forventede oprindeligt at opdage ikke mere end to eller tre GPS -satellitter.

Barry Geldzahler, chefforsker og chefteknolog for NASA's Space Communication and Navigation (SCaN) -program, som også yder yderligere finansiering til dette projekt, så fordelene denne teknologi tidligt kunne medføre for NASA.

"Vi vidste, at behandlingshastigheden fra SpaceCube og sporingskapaciteten i Navigator kunne være en stærk kombination, "sagde Geldzahler." Den næste opgave var at finde ud af, hvordan man gør det mindre og øger følsomheden for mere fleksible missionapplikationer. "

"Dengang, vi havde brug for en mere robust, genprogrammerbar og udvidelig behandlingsplatform, "tilføjede Monther Hasouneh, NavCube's hardware bly. "SpaceCube var der allerede. Desuden var vi regnede med, at missioner, der bruger SpaceCube 2.0 som en videnskabelig databehandler, også kunne have gavn af at have en GPS-modtager som en billig tilføjelse, " han tilføjede.

Hasouneh og hans team portede Navigator-softwaren og firmwaren ind i den omprogrammerbare SpaceCube-platform og udviklede et kompatibelt GPS-radiofrekvenskort-og derved, reduceret Navigator størrelse. Teamet tilføjede også nye GPS -signalfunktioner og forbedret Navigators følsomhed for at gøre det passende for en bredere vifte af applikationer.