A través de Starling, la NASA probará operaciones complejas de enjambre

La NASA se prepara para lanzar Starling, el primer enjambre de satélites. En lugar de comunicarse directamente con los cuatro cubos Starling, los operadores de la misión enviarán instrucciones al enjambre como una sola entidad.

Si tiene éxito, dijo Howard Cannon, Gerente del Proyecto Starling de la NASA en el Centro de Investigación Ames de la NASA, «los enjambres tienen el potencial de revolucionar la forma en que hacemos ciencia». “En lugar de tener una nave espacial monolítica de la que dependa para funcionar correctamente, puede tener varias naves espaciales más pequeñas y menos costosas”.

Los enjambres también ofrecen a la NASA la oportunidad de recopilar datos científicos de múltiples ubicaciones con mucho menos control que las constelaciones tradicionales.

HelioSwarm, por ejemplo, es una misión de $ 250 millones que la NASA planea lanzar en 2028 para estudiar la perturbación del viento solar utilizando nueve satélites. Los administradores de la misión HelioSwarm se comunicarán con el satélite pivote construido por Northrop Grumman, que coordinará las operaciones de ocho naves espaciales más pequeñas construidas por Blue Canyon Technologies.

«Las nueve naves espaciales de HelioSwarm forman un observatorio para proporcionar las primeras observaciones multiescala simultáneas en el viento solar necesarias para comprender la turbulencia del plasma espacial», dijo Harlan Spence, investigador principal de HelioSwarm y director del Instituto para el Estudio de la Tierra y el Océano de la Universidad de New Hampshire. y Space, dicho por correo electrónico. «La perturbación es, en esencia, un proceso de múltiples escalas y estas múltiples escalas deben muestrearse simultáneamente para comprender cómo se transfiere la energía».

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A pesar de la promesa, los enjambres en general y la misión de Starling en particular plantean desafíos. Queda por ver si las tecnologías de comunicaciones, navegación y autonomía son lo suficientemente avanzadas para las operaciones de enjambre. La NASA planea descubrir esto durante la misión Starling de seis meses a través de una serie de experimentos.

grupo de experimentos

La primera es una experiencia de red móvil dedicada. Los administradores de tareas de Starling probarán si los cubos de seis unidades pueden crear y mantener una red de comunicaciones dinámica.

«Si un satélite se sale del alcance o falla, ¿cómo puede asegurarse de que la red aún cumpla con un cierto nivel de confiabilidad y rendimiento? Enlaces entre satélites en la banda S». NASA”.

El siguiente es el experimento óptico de vuelo en formación Starlink, también conocido como StarFOX. Los satélites Starling se basarán en rastreadores de estrellas para moverse a diferentes configuraciones y evitar colisiones.

“Por primera vez, le daremos a un enjambre la capacidad de navegar de forma autónoma en el espacio sin GPS, utilizando las cámaras integradas en estos cuatro cubos apuntadores”, dijo Simon D’Amico, quien dirige el Laboratorio de Encuentro Espacial de la Universidad de Stanford. «Al compartir y procesar las mediciones de estas cámaras, podemos determinar las órbitas de todas las naves espaciales».

La tercera demostración, Experimentos de reconfiguración y mantenimiento de órbita a bordo (ROMEO), probará si los satélites Starling pueden maniobrar de forma independiente para lograr sus objetivos.

“Se requerirán maniobras autónomas coordinadas para futuras torres y enjambres donde los retrasos en la comunicación y las limitaciones de ancho de banda hacen que el control terrestre sea poco práctico”, dijo Austin Propp, director de tecnología de Emergent Space Technologies. «ROMEO está integrando los productos de software de vuelo Autopilot y Navigator para demostrar la retención de estaciones autónomas y la reconfiguración de Starling Squadron».

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Mientras que los satélites Starling realizan operaciones independientes en órbita, L3Harris Technologies operará una variedad de programas de planificación de dinámica de vuelo en tierra.

«El software de planificación terrestre es una referencia sobre el desempeño de los satélites autónomos en este tipo de escenario de prueba», dijo Pravin Kurian, Gerente General de Excelencia Espacial de L3Harris.

El último experimento de Starling, Distributed Spacecraft Independence, se basa en inteligencia artificial para hacer planes basados ​​en observaciones ionosféricas. Con receptores GPS, los satélites Starling monitorearán la densidad de la ionosfera y se moverán para continuar explorando áreas de densidad particularmente alta o baja. Cannon dijo que los satélites Starling «ajustarán automáticamente sus técnicas de medición para aprovechar sus posiciones relativas».

tiroteo

La misión Starling está programada para lanzarse a finales de este año desde la Base de la Fuerza Espacial Vandenberg en California, a bordo de un cohete Firefly Aerospace Alpha. El lanzamiento, junto con otras siete misiones Cubesat, es una demostración de los servicios de lanzamiento Venture Class de la NASA.

Primero, sin embargo, Firefly planea completar el Vuelo 2, la segunda prueba de lanzamiento orbital de la compañía. En septiembre, Firefly intentó poner en órbita la primera nave espacial Alpha, pero fracasó debido a la falla de uno de los cuatro motores Alpha.

Otro vuelo de prueba orbital está programado para julio. Después de eso, la compañía «irá tan rápido como pueda» hacia el lanzamiento de la NASA, dijo Kim Jennett, directora de marketing de Firefly.

Para Firefly, Starling es «muy importante para desarrollar una asociación a largo plazo con la NASA», dijo el CEO de Firefly, Tom Markusic. «Nos sentimos muy orgullosos de ser parte de este programa».

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Cuando los satélites estén en órbita, Blue Canyon Technologies, una subsidiaria de Raytheon Technologies que también fabricó los satélites Starling, brindará apoyo a las operaciones de la misión.

“La misión le da a BCT la oportunidad de demostrar la resiliencia de nuestro sistema operativo de misión, desde la programación en tierra hasta la recuperación y carga de planes de misión y la entrega oportuna de datos de misión, mientras opera una constelación de naves espaciales”, dijo Stephanie Burke, directora de BCT. Programa Estornino.

Este artículo apareció originalmente en la edición de junio de 2022 de SpaceNews.

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