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Empoderar a Artemis con interoperabilidad de comunicaciones y navegación

by notiulti

Crédito: Centro de vuelos espaciales Goddard de la NASA

Con Artemis, la NASA establecerá una presencia a largo plazo en la Luna, abriendo más superficie lunar a la exploración que nunca. Este crecimiento de la actividad lunar requerirá nuevas y más sólidas capacidades de comunicación, navegación y redes. El programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales (SCaN) de la NASA ha desarrollado la arquitectura LunaNet para satisfacer estas necesidades.


LunaNet aprovechará las técnicas de red innovadoras, los estándares y un marco extensible para expandir rápidamente las capacidades de la red en la Luna. Este marco permitirá a la industria, la academia y los socios internacionales construir y operar nodos LunaNet junto con la NASA. Estos nodos ofrecerán a las misiones cuatro servicios distintos: redes, navegación, detección e información, y servicios de ciencia radio / óptica.

Redes

Normalmente, cuando las misiones se lanzan al espacio, su comunicación con la Tierra depende de enlaces preprogramados con un relé espacial o una antena terrestre. Con múltiples misiones viajando a la Luna, la dependencia de enlaces preprogramados podría limitar las oportunidades y la eficiencia de las comunicaciones. LunaNet ofrece un enfoque de red similar a Internet en la Tierra, donde los usuarios mantienen conexiones con la red más grande y no necesitan programar la transferencia de datos por adelantado.

El marco de red central de LunaNet es la red tolerante a retrasos / interrupciones (DTN), que garantiza que los datos fluyan sin problemas a través de la red y lleguen a su destino final a pesar de posibles interrupciones de la señal. En caso de una interrupción entre dos nodos LunaNet, DTN permite que los nodos almacenen datos hasta que la ruta se aclare.

Navegación

Para la navegación lunar, el enfoque LunaNet ofrece independencia operativa del procesamiento de datos en la Tierra al tiempo que mantiene una alta precisión. La arquitectura proporcionará a las misiones acceso a las mediciones clave necesarias para la determinación de la órbita a bordo y las operaciones del sistema de guía, o el posicionamiento en la superficie. Las misiones que utilizan los servicios de navegación LunaNet tendrían todo lo que necesitan para la navegación autónoma en la Luna, ya sea en la superficie o en órbita.

“LunaNet proporcionará un nuevo paradigma para la navegación independiente de la Tierra, asegurando que las misiones robóticas y con tripulación puedan determinar de manera rápida y precisa sus ubicaciones y transmitirlas a sus sistemas de planificación”, dijo Cheryl Gramling, Jefa Asociada de Tecnología de la Ingeniería de la Misión y Análisis de Sistemas. División.

Video de descripción general de LunaNet. Crédito: NASA / Reese Patillo

Detección e información

Los servicios de detección e información de LunaNet brindan alertas y otra información crítica a los usuarios. Esta y otras capacidades similares mejorarán en gran medida el conocimiento de la situación de los astronautas, rovers y otros activos en el superficie lunar.

Como ejemplo, LunaNet utilizará instrumentos meteorológicos espaciales que detectan actividad solar potencialmente peligrosa para advertir a los usuarios directamente, en lugar de esperar instrucciones para hacerlo de los administradores de la red en la Tierra. Estas alertas serán similares a las que reciben los humanos en sus teléfonos inteligentes para condiciones climáticas peligrosas.

Los servicios de detección e información de LunaNet también incluirán una capacidad de búsqueda y rescate lunar, o LunaSAR. LunaSAR aprovecha la experiencia de la oficina de búsqueda y rescate de la NASA, que durante mucho tiempo ha desarrollado tecnologías para búsqueda y rescate terrestre.

“La seguridad y el bienestar de los astronautas son preocupaciones clave de las misiones de Artemis”, dijo Cody Kelly, gerente de misión de la oficina de Búsqueda y Rescate para asuntos nacionales. “Utilizando los servicios de navegación de LunaNet, LunaSAR proporcionará datos de ubicación a las balizas de socorro de la NASA en caso de que surjan contingencias”.

Servicios de ciencia

Los servicios científicos de LunaNet brindarán a los nodos la oportunidad de realizar mediciones en beneficio de los investigadores en la Tierra utilizando sus enlaces de comunicaciones ópticas por radio e infrarrojos. La red de nodos podría brindar oportunidades para realizar observaciones de línea de base de la Luna, mediciones frecuentes que brindan un estudio integral del entorno lunar a lo largo del tiempo. Además, la ubicación de los nodos permitirá la observación regional o global de la Luna, ofreciendo a los científicos acceso a datos lunares en grandes escalas espaciales.

Las antenas LunaNet también se pueden usar en aplicaciones como la radioastronomía, donde las antenas miran profundamente en el espacio en busca de emisiones de radio de objetos celestes distantes. Estas capacidades proporcionarán a los científicos una nueva plataforma para probar teorías novedosas sobre la ciencia espacial y promover el conocimiento científico.

LunaNet: empoderando a Artemis con interoperabilidad de comunicaciones y navegación

Gráfico del concepto LunaNet DTN. Crédito: NASA / Reese Patillo

Especificaciones de interoperabilidad de Lunanet

El mes pasado, el equipo de LunaNet publicó un borrador de especificaciones de interoperabilidad como punto de partida para discusiones técnicas entre expertos de la industria y del gobierno de todo el mundo. El objetivo es un conjunto de estándares que puedan permitir una arquitectura de navegación y comunicaciones lunares cooperativa, abierta y en evolución.

“Artemis es un esfuerzo de colaboración, que se basa en la academia, las empresas aeroespaciales comerciales y la comunidad internacional. LunaNet no es diferente”, dijo Jaime Esper, quien ayudó a liderar el desarrollo del borrador de las especificaciones de interoperabilidad. “Juntos, esperamos definir una arquitectura robusta que pueda satisfacer las necesidades y deseos del conjunto más amplio posible de misiones de usuarios y proveedores de servicios”.

Fondo Lunanet

LunaNet comenzó su vida en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, con un equipo multifuncional de expertos en redes, navegación, ciencia e ingeniería de sistemas basados ​​en actividades anteriores de la NASA e internacionales. A partir de esta base, los expertos de toda la agencia se unieron para refinar la propuesta y desarrollar un borrador de estándares de interoperabilidad, y LunaNet ahora está siendo dirigida fuera de la oficina del programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales (SCaN).

“LunaNet es una gran oportunidad para las comunicaciones de la NASA y navegación equipo y la comunidad científica y de exploración en general “, dijo Dave Israel, arquitecto de comunicaciones en Goddard.” Juntos, estamos refinando un enfoque de vanguardia que satisfará las necesidades de las misiones lunares durante muchas décadas por venir “.


Los ingenieros de la NASA analizan las necesidades de navegación de las misiones lunares Artemisa


Citación: LunaNet: Empowering Artemis with communications and navigation interoperability (2021, 7 de octubre) recuperado el 7 de octubre de 2021 de https://phys.org/news/2021-10-lunanet-empowering-artemis-interoperability.html

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