Sværmer efter succes:Starling fuldfører primære mission

Efter 10 måneder i kredsløb demonstrerede Starling-rumfartøjssværmen succesfuldt sin primære missions nøglemål, hvilket repræsenterede betydelige resultater med hensyn til sværmkonfigurationers evne.

Sværme af satellitter kan en dag blive brugt til udforskning af det dybe rum. Et autonomt netværk af rumfartøjer kunne selv navigere, styre videnskabelige eksperimenter og udføre manøvrer for at reagere på miljøændringer uden byrden af ​​væsentlige kommunikationsforsinkelser mellem sværmen og Jorden.

"Succesen med Starlings indledende mission repræsenterer en skelsættende præstation i udviklingen af ​​autonome netværk af små rumfartøjer," sagde Roger Hunter, programleder for NASAs Small Spacecraft Technology-program ved NASAs Ames Research Center i Californiens Silicon Valley. "Teamet har haft stor succes med at nå vores mål og tilpasse sig i forhold til udfordringer."

Deling af arbejdet

DSA-eksperimentet (Distributed Spacecraft Autonomy), fløjet ombord på Starling, demonstrerede rumfartøjsværmens evne til at optimere dataindsamling på tværs af sværmen. CubeSats analyserede Jordens ionosfære ved at identificere interessante fænomener og nå frem til en konsensus mellem hver satellit om en tilgang til analyse.

Ved at dele observationsarbejde på tværs af en sværm kan hvert rumfartøj "dele lasten" og observere forskellige data eller arbejde sammen for at give dybere analyser, reducere menneskelig arbejdsbyrde og holde rumfartøjet i gang uden behov for nye kommandoer sendt fra jorden.

Eksperimentets succes betyder, at Starling er den første sværm, der autonomt distribuerer information og operationsdata mellem rumfartøjer for at generere planer om at arbejde mere effektivt, og den første demonstration af et fuldt distribueret ræsonnementssystem ombord, der er i stand til at reagere hurtigt på ændringer i videnskabelige observationer.

Kommunikerer på tværs af sværmen

En sværm af rumfartøjer har brug for et netværk for at kommunikere mellem hinanden. Mobile Ad-hoc Network (MANET)-eksperimentet etablerede automatisk et netværk i rummet, så sværmen kunne videregive kommandoer og overføre data mellem hinanden og jorden samt dele information om andre eksperimenter i samarbejde.

Holdet gennemførte med succes alle MANET-eksperimentets mål, herunder demonstration af rutekommandoer og data til et af de rumfartøjer, der har problemer med rum-til-jord-kommunikation, en værdifuld fordel ved en kooperativ rumfartøjsværm.

"Succesen med MANET demonstrerer robustheden af ​​en sværm," sagde Howard Cannon, Starling-projektleder hos NASA Ames. "For eksempel, da radioen gik ned på et sværmfartøj, 'side-loadede' vi rumfartøjet fra en anden retning, og sendte kommandoer, softwareopdateringer og anden vital information til rumfartøjet fra et andet sværmmedlem."

Autonom sværmnavigation

At navigere og operere i forhold til hinanden og planeten er en vigtig del af dannelsen af ​​en sværm af rumfartøjer. Starling Formation-Flying Optical Experiment, eller StarFOX, bruger stjernesporere til at genkende et andet sværmmedlem, en anden satellit eller rumaffald fra stjernernes baggrundsfelt, og estimere derefter hvert rumfartøjs position og hastighed.

Eksperimentet er den første nogensinde offentliggjorte demonstration af denne type sværmnavigation, herunder evnen til at spore flere medlemmer af en sværm samtidigt og evnen til at dele observationer mellem rumfartøjet, hvilket forbedrer nøjagtigheden ved bestemmelse af hvert sværmmedlems kredsløb.

Nær slutningen af ​​missionsoperationer blev sværmen manøvreret ind i en passiv sikkerhedsellipse, og i denne formation var StarFOX-holdet i stand til at opnå en banebrydende milepæl, der demonstrerede evnen til autonomt at estimere sværmens baner ved kun at bruge inter-satellitmålinger fra rumfartøjsstjernesporere.

Håndtering af sværmmanøvrer

Evnen til at planlægge og udføre manøvrer med minimal menneskelig indgriben er en vigtig del af udviklingen af ​​større satellitsværme. At styre banerne og manøvrerne for hundreder eller tusinder af rumfartøjer autonomt sparer tid og reducerer kompleksiteten.

Reconfiguration and Orbit Maintenance Experiments Onboard (ROMEO)-systemet tester manøvreplanlægning og -udførelse ombord ved at estimere rumfartøjets kredsløb og planlægge en manøvre til en ny ønsket bane.

Eksperimentholdet har med succes demonstreret systemets evne til at bestemme og planlægge en ændring i kredsløb og arbejder på at forfine systemet for at reducere brugen af ​​drivmiddel og demonstrere udførelsen af ​​manøvrerne. Holdet vil fortsætte med at tilpasse og udvikle systemet gennem Starlings missionsforlængelse.

Sværmer sammen

Nu hvor Starlings primære missionsmål er afsluttet, vil holdet påbegynde en missionsudvidelse kendt som Starling 1.5, der tester rumtrafikkoordinering i samarbejde med SpaceX's Starlink-konstellation, som også har autonome manøvreringsevner. Projektet vil udforske, hvordan konstellationer, der drives af forskellige brugere, kan dele information gennem en jordhub for at undgå potentielle kollisioner.

"Starlings partnerskab med SpaceX er det næste skridt i driften af ​​store netværk af rumfartøjer og forståelsen af, hvordan to autonomt manøvrerende systemer sikkert kan operere i nærheden af ​​hinanden. Da antallet af operationelle rumfartøjer stiger hvert år, må vi lære, hvordan vi håndterer orbital trafik, " sagde Hunter.

Leveret af NASA