LunaNet:Styrker Artemis med kommunikations- og navigationsinteroperabilitet

med Artemis, NASA vil etablere en langsigtet tilstedeværelse på Månen, åbner mere af månens overflade for udforskning end nogensinde før. Denne vækst af måneaktivitet vil kræve nye, mere robust kommunikation, navigation, og netværksmuligheder. NASA's Space Communications and Navigation (SCaN) program har udviklet LunaNet-arkitekturen for at imødekomme disse behov.

LunaNet vil udnytte innovative netværksteknikker, standarder, og en udvidelsesbar ramme til hurtigt at udvide netværkskapaciteten på Månen. Denne ramme vil gøre det muligt for industrien, den akademiske verden, og internationale partnere til at bygge og drive LunaNet-noder sammen med NASA. Disse noder vil tilbyde missioner fire forskellige tjenester:netværk, navigation, opdagelse og information, og radio/optiske videnskabstjenester.

Netværk

Typisk, når missioner starter ud i rummet, deres kommunikation ned til Jorden er afhængig af forud planlagte forbindelser med enten et rumrelæ eller en jordbaseret antenne. Med flere missioner, der rejser til Månen, afhængigheden af ​​forudplanlagte links kan begrænse kommunikationsmuligheder og effektivitet. LunaNet tilbyder en netværkstilgang, der ligner internettet på jorden, hvor brugere opretholder forbindelser til det større netværk og ikke behøver at planlægge dataoverførsel på forhånd.

Kernenetværket i LunaNet er Delay/Diruption Tolerant Networking (DTN), som sikrer, at data strømmer problemfrit gennem netværket og når sin endelige destination trods potentielle signalforstyrrelser. I tilfælde af afbrydelse mellem to LunaNet-noder, DTN gør det muligt for noderne at gemme data, indtil stien bliver fri.

Navigation

Til månenavigation, LunaNet-tilgangen tilbyder operationel uafhængighed af databehandling på Jorden, samtidig med at høj præcision opretholdes. Arkitekturen vil give missioner adgang til nøglemålinger, der er nødvendige for kredsløbsbestemmelse om bord og styringssystemoperationer, eller overfladepositionering. Missioner, der bruger LunaNet-navigationstjenester, vil have alt, hvad de har brug for til autonom navigation på Månen, om det er på overfladen eller i kredsløb.

"LunaNet vil give et nyt paradigme for jord-uafhængig navigation, at sikre, at besætnings- og robotmissioner hurtigt og præcist kan bestemme deres placeringer og sende det videre til deres planlægningssystemer, " sagde Cheryl Gramling, Associate Chief for Technology i Mission Engineering and Systems Analysis Division.

Detektion og information

LunaNet-detektions- og informationstjenester leverer advarsler og anden kritisk information til brugerne. Denne og lignende egenskaber vil i høj grad forbedre situationsbevidstheden hos astronauter, rovere, og andre aktiver på månens overflade.

Som et eksempel, LunaNet vil bruge rumvejrinstrumenter, der registrerer potentielt farlig solaktivitet for at advare brugerne direkte, i stedet for at vente på retning fra netværksadministratorer på Jorden. Disse advarsler vil ligne dem, mennesker får på deres smartphones for farligt vejr.

LunaNet-detektions- og informationstjenester vil også omfatte en månesøgnings- og redningskapacitet, eller LunaSAR. LunaSAR udnytter ekspertisen fra NASA's Search and Rescue-kontor, som længe har udviklet teknologier til terrestrisk eftersøgning og redning.

"Astronautsikkerhed og velvære er nøglebekymringerne for Artemis-missionerne, " sagde Cody Kelly, Eftersøgnings- og redningskontorets missionsleder for nationale anliggender. "Ved at bruge LunaNets navigationstjenester, LunaSAR vil levere lokationsdata til NASA nødsignaler, hvis der skulle opstå uforudsete tilfælde."

Videnskabstjenester

LunaNet videnskabstjenester vil give noder mulighed for at udføre målinger til gavn for forskere på Jorden ved hjælp af deres radio- og infrarøde optiske kommunikationsforbindelser. Netværket af knudepunkter kunne give muligheder for basislinjeobservationer af Månen, hyppige målinger, der giver en omfattende undersøgelse af månemiljøet over tid. Derudover placeringen af ​​noder vil give mulighed for regional eller global observation af Månen, giver videnskabsmænd adgang til månedata over store rumlige skalaer.

LunaNet-antenner kan også bruges i applikationer som radioastronomi, hvor antenner kigger dybt ud i rummet på udkig efter radioemissioner fra fjerne himmellegemer. Disse muligheder vil give videnskabsfolk en ny platform til at teste nye teorier om rumvidenskab og fremme videnskabelig viden.

Lunanet interoperabilitetsspecifikationer

Sidste måned, LunaNet-teamet offentliggjorde udkast til interoperabilitetsspecifikationer som udgangspunkt for tekniske diskussioner blandt industri- og regeringseksperter fra hele verden. Målet er et sæt standarder, der kan muliggøre en åben, udvikler sig, kooperativ månekommunikation og navigationsarkitektur.

"Artemis er en samarbejdsbestræbelse, stoler på den akademiske verden, kommercielle luftfartsselskaber, og det internationale samfund. LunaNet er ikke anderledes, " sagde Jaime Esper, som hjalp med at lede udviklingen af ​​udkastet til interoperabilitetsspecifikationer. "Sammen, vi håber at kunne definere en robust arkitektur, der kan opfylde behovene og ønskerne hos det bredest mulige sæt af brugermissioner og tjenesteudbydere."

Lunanet baggrund

LunaNet begyndte sit liv på NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland med et tværfunktionelt team af netværk, navigation, videnskab, og systemingeniøreksperter, der bygger på tidligere NASA og internationale aktiviteter. Fra dette grundlag, eksperter i hele agenturet gik sammen for at forfine forslaget og udvikle udkast til interoperabilitetsstandarder, og LunaNet bliver nu ført ud af Space Communications and Navigation (SCaN) programkontoret.

"LunaNet er en spændende mulighed for NASAs kommunikations- og navigationsteam og videnskabs- og udforskningssamfundet som helhed, " sagde Dave Israel, kommunikationsarkitekt hos Goddard. "Sammen, vi raffinerer en banebrydende tilgang, der vil opfylde behovene for månemissioner i mange årtier fremover."