Un sistema informatico ibrido sviluppato presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, è la tecnologia abilitante alla base di un ambizioso esperimento che testa una navigazione relativa e una capacità di attracco autonoma nota come Raven.

Sviluppato dalla Divisione Progetti di Assistenza Satellitare, o SSPD, il modulo delle dimensioni di un bagaglio a mano è stato lanciato il 19 febbraio a bordo della navicella spaziale Dragon di SpaceX, insieme ad altri esperimenti dispiegati fuori dalla Stazione Spaziale Internazionale su un pallet per esperimenti. Raven sta testando e maturando visibile, sensori infrarossi e lidar e algoritmi di visione artificiale; il modulo porterà la NASA un passo avanti verso la realizzazione della rivoluzionaria capacità di pilota automatico che può essere applicata a molte missioni della NASA per i decenni a venire.

Fin dai tempi pre-Apollo della NASA, l'agenzia ha attraccato con successo i veicoli spaziali mentre sfrecciano nello spazio. Però, tutte le operazioni coinvolgevano esseri umani che orchestravano i movimenti da terra. L'obiettivo di Raven è sviluppare e far maturare tecnologie che alla fine allevieranno la dipendenza umana e daranno ai veicoli spaziali la capacità di raggiungersi e attraccare autonomamente in tempo reale.

"Il modulo Raven è dotato di una tecnologia che pone le basi per un relativo sistema di navigazione, "Ha detto il direttore di Goddard Christopher Scolese. "Ciò che alcuni potrebbero non apprezzare appieno è il fatto che i sensori di Raven non potrebbero fare il loro lavoro se non fosse per un'altra tecnologia molto efficace chiamata SpaceCube. Il processore SpaceCube è la tecnologia dietro le quinte che rende possibile questa importante dimostrazione".

SpaceCube è un riconfigurabile, piattaforma di calcolo di volo molto veloce che i tecnologi Goddard hanno dimostrato per la prima volta durante un esperimento di navigazione relativo sulla Hubble Servicing Mission-4 nel 2009. Durante l'esperimento Raven, i "sensori" del modulo fungono da occhi. SpaceCube funge da cervello, analizzare i dati e dire ai componenti cosa fare, " ha detto Ben Reed, vicedirettore della divisione SSPD. Gli "occhi" e il "cervello" insieme creano la capacità del pilota automatico.

Fin dal suo sviluppo iniziale, SpaceCube si è evoluto in una famiglia di computer di volo tutti distinti per la loro velocità di calcolo, che è da 10 a 100 volte più veloce del processore di volo spaziale comunemente usato:il RAD750. Sebbene il RAD750 sia immune agli effetti negativi delle radiazioni, è lento e molte generazioni indietro rispetto alla velocità di elaborazione dei processori commerciali.

I processori SpaceCube raggiungono la loro abilità di elaborazione dei dati perché i tecnologi Goddard hanno sposato circuiti integrati tolleranti alle radiazioni, che sono programmati per eseguire contemporaneamente lavori di elaborazione specifici, con algoritmi che rilevano e riparano i disturbi indotti dalle radiazioni nei dati raccolti. Di conseguenza, questi sistemi ibridi sono affidabili quasi quanto il RAD750, ma ordini di grandezza più veloci, in grado di eseguire calcoli complessi una volta limitati ai sistemi a terra.

Durante i suoi due anni di permanenza sulla stazione spaziale, Raven percepirà la navicella spaziale in visita alla stazione spaziale in entrata e in uscita, fornendo i dati che "vede" a SpaceCube 2.0, uno nella famiglia dei prodotti SpaceCube. SpaceCube esegue quindi una serie di algoritmi di posa, o una serie di istruzioni, per misurare la distanza relativa tra Raven e l'astronave che sta seguendo.

Quindi, sulla base di questi calcoli, SpaceCube 2.0 invia autonomamente comandi che ruotano il modulo Raven sul suo gimbal o sistema di puntamento per mantenere i sensori addestrati sul veicolo, continuando a seguirlo. Mentre tutto questo sta traspirando, Gli operatori della NASA a terra monitorano le tecnologie di Raven, prestando molta attenzione a come funzionano come un sistema e apportando le modifiche necessarie per aumentare le capacità di tracciamento di Raven.

"Tracciare veicoli spaziali con questo sistema è possibile solo perché abbiamo SpaceCube, " ha affermato David Petrick, responsabile della tecnologia avionica SSPD e ingegnere capo di SpaceCube, che ha vinto prestigiosi premi per il suo lavoro sul processore. "Questo tipo di operazione richiede un calcolo veloce."

Le tecnologie fondamentali di Raven verranno applicate alle missioni future. Per esempio, Ripristina-L, che utilizzerà anche SpaceCube 2.0, si incontrerà con, presa, Fai rifornimento e trasferisci Landsat 7 quando verrà lanciato nel 2020.

SpaceCube 2.0, però, non è l'unico processore ora al lavoro sul pallet sperimentale esterno della stazione spaziale sponsorizzato dal Programma di tecnologia spaziale del Dipartimento della Difesa.

SpaceCube 1.0 viene utilizzato come interfaccia di comunicazione tra i servizi dati della stazione spaziale e molteplici esperimenti sul pallet. Inoltre, una versione miniaturizzata di SpaceCube 2.0, lo SpaceCube Mini, gestisce due esperimenti della NASA e del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti. La NASA sta testando anche altri due computer in miniatura, sviluppato con l'Università della Florida. Questi modelli sono per lo più dotati di parti commerciali.