NASA-mission for at teste teknologi til satellitsværme

En NASA-mission, der er planlagt til opsendelse på fredag, vil placere tre bittesmå satellitter i lavt kredsløb om Jorden, hvor de vil demonstrere, hvordan satellitter kan spore og kommunikere med hinanden, sætter scenen for sværme af tusindvis af små satellitter, der kan arbejde samarbejdende og selvstændigt.

Zac Manchester, en assisterende professor ved Carnegie Mellon Universitys Robotics Institute og missionens hovedefterforsker, sagde små satellitter er vokset i popularitet i løbet af de sidste 10 år, da nogle virksomheder allerede sender hundredvis i kredsløb for at udføre opgaver som f.eks. jordafbildning og vejrudsigt.

Disse satellitter styres nu individuelt fra jorden. Efterhånden som sværme vokser sig større og mere sofistikerede, Manchester bemærkede, de bliver nødt til at reagere på kommandoer næsten som en enkelt enhed. Den nye mission, døbt V-R3x, vil teste teknologier, der kan gøre det muligt.

"Denne mission er en forløber for mere avancerede sværmningsevner og autonom formationsflyvning, " sagde Manchester.

NASA er også interesseret i at bruge sværme af små satellitter ud over Jorden. Sværme af satellitter rundt om månen, for eksempel, kunne levere kommunikations- og navigationshjælp til måneudforskning, herunder NASAs Artemis-program. Det vil være afgørende, at udenjordiske sværme opererer autonomt, Manchester sagde.

V-R3x, en NASA Small Spacecraft Technology program-finansieret teknologidemonstrationsmission, implementeres af en lille, dedikeret gruppe af ingeniører kendt som Payload Accelerator for CubeSat Endeavors (PACE) ved NASAs Ames Research Center i Silicon Valley. Gruppen har til formål at designe, udvikle og flyve rumeksperimenter hurtigt og mere omkostningseffektivt.

V-R3x vil implementere tre såkaldte CubeSats i lav-jord-kredsløb. Disse standardiserede 10-centimeter terninger vejer hver omkring et kilogram og, når de er indsat, vil danne et mesh-netværk, udveksler radiosignaler, mens de langsomt glider fra hinanden over en periode på tre til fire måneder.

Satellitterne vil også være udstyret med specielle S-båndsradioer, der er i stand til at rangere flyvetid. Det er, de kan måle, hvor lang tid det tager et radiosignal at rejse til en anden satellit og hoppe tilbage. Det signals flyvetid kan så bruges til at beregne afstanden mellem de to satellitter inden for en halv meter.

De tre satellitter vil blive opsendt ombord på en SpaceX Falcon 9 fra Cape Canaveral, Florida. Som et vidnesbyrd om populariteten af ​​små satellitter, denne flyvning vil være en "rideshare", der vil bære snesevis af mikrosatellitter og nanosatellitter til en række kommercielle og offentlige kunder.

Manchester, der sluttede sig til CMU's Robotics Institute i september sidste år, udtænkte missionen, mens han var assisterende professor i luftfart og astronautik ved Stanford University. Hans kandidatstuderende ved Stanford, Max Holliday, lavede meget af CubeSat-konstruktionen i sit køkken på grund af COVID-19-pandemien. En CMU Ph.D. studerende i robotteknologi, Kevin Tracy, har udviklet software til eksperimentet.

"Det ser ud til, at der er en lys fremtid her for den slags ting, "Manchester sagde om CMU, med henvisning til to CMU-måne-rovere, der nu afventer opsendelser og anden rumrelateret forskning i gang på universitetet og i Pittsburgh.

Selvom hans egen uddannelse er inden for luftfart - V-R3x er den tredje rummission, som han har tjent som hovedefterforsker for - understregede Manchester, at det giver perfekt mening at blive medlem af Robotics Institute på grund af det overlap, der eksisterer med robotteknologi.

"Rumfartøjer er robotter, også, " han sagde.

V-R3x CubeSats vil blive placeret i en polær bane, hvilket betyder, at de vil passere Pittsburgh omkring to gange om dagen, 12 timers mellemrum. Manchester sagde, at han håber at oprette en jordstation ved CMU til at kommunikere med satellitterne, selvom han erkendte, at ingen af ​​de jordstationer, der blev brugt til missionen, har så meget at gøre.

"Satelitterne vil vågne op og gøre deres ting selvstændigt, " forklarede han. "Vi skal primært sørge for, at vi får deres data downloadet."