Gli ingegneri della NASA hanno in programma di testare una nuova tecnologia avionica - comunicazioni di carico utile distribuito - che darebbe agli scienziati una capacità mai offerta prima nella ricerca basata sui razzi sonda.

Con tale tecnologia, i razzi sonda potrebbero dispiegare più carichi secondari delle dimensioni di una lattina di soda a diverse altitudini dove i loro strumenti miniaturizzati a bordo potrebbero raccogliere misurazioni multi-punto. Un ricevitore radio per comunicazioni di carico utile distribuito situato sul carico utile principale raccoglierebbe quindi i dati dei carichi secondari e li multiplexerebbe in un flusso di dati che trasmetterebbe alle stazioni di terra sottostanti.

Questa capacità sviluppata presso il Wallops Flight Facility della NASA in Virginia semplificherebbe la raccolta dei dati e il monitoraggio del carico utile, e consentire agli scienziati di studiare più regioni nello spazio contemporaneamente, cosa che non possono fare con l'attuale tecnologia missilistica.

"Attualmente, la maggior parte dei razzi sonda raccoglie dati da un solo punto, " disse Cathy Hesh, il project manager di Wallops che guida lo sforzo di sviluppo tecnologico. "I nostri scienziati vogliono di più".

Carico utile SubTEC-8

La capacità è solo una delle tante da testare durante una missione di dimostrazione tecnologica nota come Suborbital Technology Carrier-8, o SubTEC-8, un contenitore di carico utile che gli ingegneri di Wallops hanno sviluppato per aiutare a maturare le tecnologie emergenti. SubTec-8 sarà integrato su un razzo sonda Malemute migliorato da Terrier, che partirà dal Wallops Test Range in Virginia il 17 ottobre.

"Abbiamo preso una serie diversificata di ingegneri Wallops per mettere insieme questo sistema, " Ha detto Hesh. "È davvero una tecnologia abilitante, una tecnologia che non siamo mai stati in grado di fare prima. È davvero emozionante".

Simile a AZURE

Il concetto è di natura simile a quello lanciato ad aprile dal Centro spaziale norvegese di Andøya. Durante quella missione, chiamato AZZURRO, abbreviazione di Auroral Zone Upwelling Rocket Experiment, due razzi sonda Black Brant XI-A hanno dispiegato più traccianti di gas visibili contenenti ingredienti simili a quelli trovati nei fuochi d'artificio. Le miscele hanno creato nuvole colorate che hanno permesso ai ricercatori di tracciare il flusso di particelle neutre e cariche nel vento aurorale tramite la fotografia a terra e la triangolazione delle posizioni momento per momento delle nuvole in tre dimensioni.

Ma la dimostrazione SubTEC porterà la tecnologia al livello successivo, disse Hesh.

"La missione AZURE ha volato con lo stesso fattore di forma del carico inferiore, ma portava solo un'ampolla tracciante. Non aveva l'avionica di telemetria che abbiamo sviluppato per queste comunicazioni payload distribuite, " lei disse, aggiungendo che queste tecnologie, compreso un ricevitore radio, un'antenna sub-payload non più grande di un quarto, trasmettitori miniaturizzati, e un sistema di distribuzione dell'energia altamente efficiente, sono stati sviluppati in parte con il finanziamento del programma interno di ricerca e sviluppo presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland.

Entro due minuti dal decollo del razzo, Hesh ha detto che le porte di lancio si apriranno. Un meccanismo di rilascio basato su razzi dispiegherà due sotto-payload dotati di strumenti forniti dall'università. Questi carichi secondari viaggeranno a circa 200 miglia al secondo in una posizione a circa 12 miglia di distanza dal carico utile principale. Durante il loro volo, misureranno vari fenomeni fisici nell'atmosfera superiore della Terra.

Pochi secondi dopo, i meccanismi di rilascio a molla distribuiranno due sotto-payload aggiuntivi, dotato anche di strumenti forniti da altro ricercatore universitario. Viaggiando a circa 10 miglia all'ora in una posizione a circa due miglia di distanza dal carico utile principale, questi strumenti studieranno il plasma termoionico.

Una volta espulsi i sotto-payload, inizieranno a raccogliere e trasmettere i loro dati al ricevitore principale del carico utile a una velocità di circa un megabit al secondo, Hesh ha detto, l'aggiunta dei sotto-payload dovrebbe ottenere circa quattro minuti di dati prima di rientrare nell'atmosfera. A seguito del rilascio dei sub-payload, il ricevitore sul carico utile principale trasmetterà i dati compilati a una stazione di telemetria sottostante.

Capacità di "cambiamento di gioco"

I lavori per migliorare ulteriormente il sistema sono in corso, disse Hesh.

Sotto un IRAD FY19, Gli ingegneri di Wallops Christian Amey e Brian Banks stanno sviluppando un trasmettitore su misura che costerebbe molto meno dei trasmettitori disponibili in commercio attualmente utilizzati sul sistema di comunicazione del carico utile distribuito. "In definitiva, vorremmo che fosse possibile far volare nello spazio fino a 16-20 di questi sub-payload contemporaneamente, " Ha detto Hesh. Ridurre il costo dei trasmettitori renderebbe questa tecnologia più economica.

"Questa è una priorità assoluta per il programma Sounding Rocket della NASA, "continuò, riferendosi al sistema di comunicazione del carico utile distribuito complessivo. "Se attuato, sarebbe una tecnologia rivoluzionaria da offrire alla comunità scientifica missilistica del suono".