Dopo 10 mesi in orbita, lo sciame di navicelle Starling ha dimostrato con successo gli obiettivi chiave della sua missione primaria, rappresentando risultati significativi nella capacità di configurazioni di sciami.
Un giorno sciami di satelliti potrebbero essere utilizzati nell’esplorazione dello spazio profondo. Una rete autonoma di veicoli spaziali potrebbe navigare autonomamente, gestire esperimenti scientifici ed eseguire manovre per rispondere ai cambiamenti ambientali senza il peso di ritardi significativi nelle comunicazioni tra lo sciame e la Terra.
"Il successo della missione iniziale di Starling rappresenta una pietra miliare nello sviluppo di reti autonome di piccoli veicoli spaziali", ha affermato Roger Hunter, responsabile del programma Small Spacecraft Technology della NASA presso l'Ames Research Center della NASA nella Silicon Valley in California. "Il team ha avuto molto successo nel raggiungere i nostri obiettivi e nell'adattarsi di fronte alle sfide."
L'esperimento Distributed Spacecraft Autonomy (DSA), effettuato a bordo dello Starling, ha dimostrato la capacità dello sciame di veicoli spaziali di ottimizzare la raccolta dei dati all'interno dello sciame. I CubeSat hanno analizzato la ionosfera terrestre identificando fenomeni interessanti e raggiungendo un consenso tra ciascun satellite su un approccio per l'analisi.
Condividendo il lavoro di osservazione attraverso uno sciame, ogni veicolo spaziale può "condividere il carico" e osservare dati diversi o lavorare insieme per fornire analisi più approfondite, riducendo il carico di lavoro umano e mantenendo il veicolo spaziale in funzione senza la necessità di nuovi comandi inviati da terra.
Il successo dell'esperimento significa che Starling è il primo sciame a distribuire autonomamente informazioni e dati operativi tra i veicoli spaziali per generare piani per lavorare in modo più efficiente, e la prima dimostrazione di un sistema di ragionamento di bordo completamente distribuito in grado di reagire rapidamente ai cambiamenti nelle osservazioni scientifiche.
Uno sciame di veicoli spaziali ha bisogno di una rete per comunicare tra loro. L'esperimento Mobile Ad-hoc Network (MANET) ha stabilito automaticamente una rete nello spazio, consentendo allo sciame di trasmettere comandi e trasferire dati tra loro e la terra, nonché di condividere informazioni su altri esperimenti in modo cooperativo.
Il team ha completato con successo tutti gli obiettivi dell'esperimento MANET, inclusa la dimostrazione dell'instradamento di comandi e dati a uno dei veicoli spaziali che aveva problemi con le comunicazioni spazio-terra, un vantaggio prezioso di uno sciame di veicoli spaziali cooperativo.
"Il successo di MANET dimostra la robustezza di uno sciame", ha affermato Howard Cannon, responsabile del progetto Starling presso la NASA Ames. "Ad esempio, quando la radio si è interrotta su un veicolo spaziale dello sciame, abbiamo 'caricato lateralmente' il veicolo spaziale da un'altra direzione, inviando comandi, aggiornamenti software e altre informazioni vitali al veicolo spaziale da un altro membro dello sciame."
Navigare e operare in relazione tra loro e con il pianeta è una parte importante della formazione di uno sciame di veicoli spaziali. Starling Formation-Flying Optical Experiment, o StarFOX, utilizza gli star tracker per riconoscere un altro membro dello sciame, un altro satellite o detriti spaziali dal campo stellare di fondo, quindi stimare la posizione e la velocità di ciascun veicolo spaziale.
L'esperimento è la prima dimostrazione mai pubblicata di questo tipo di navigazione dello sciame, inclusa la capacità di tracciare simultaneamente più membri di uno sciame e la capacità di condividere osservazioni tra i veicoli spaziali, migliorando la precisione nel determinare l'orbita di ciascun membro dello sciame.
Verso la fine delle operazioni di missione, lo sciame è stato manovrato in un'ellisse di sicurezza passiva e, in questa formazione, il team StarFOX è stato in grado di raggiungere una pietra miliare rivoluzionaria, dimostrando la capacità di stimare autonomamente le orbite dello sciame utilizzando solo misurazioni inter-satellitari dal satellite. inseguitori stellari di veicoli spaziali.
La capacità di pianificare ed eseguire manovre con un intervento umano minimo è una parte importante dello sviluppo di sciami di satelliti più grandi. Gestire autonomamente le traiettorie e le manovre di centinaia o migliaia di veicoli spaziali fa risparmiare tempo e riduce la complessità.
Il sistema ROMEO (Reconfiguration and Orbit Maintenance Experiments Onboard) verifica la pianificazione e l'esecuzione delle manovre a bordo stimando l'orbita del veicolo spaziale e pianificando una manovra verso una nuova orbita desiderata.
Il team sperimentale ha dimostrato con successo la capacità del sistema di determinare e pianificare un cambiamento in orbita e sta lavorando per perfezionare il sistema per ridurre l'uso di propellente e dimostrare l'esecuzione delle manovre. Il team continuerà ad adattare e sviluppare il sistema durante l'estensione della missione di Starling.
Ora che gli obiettivi primari della missione di Starling sono stati completati, il team si imbarcherà in un'estensione della missione nota come Starling 1.5, testando il coordinamento del traffico spaziale in collaborazione con la costellazione Starlink di SpaceX, che ha anche capacità di manovra autonoma. Il progetto esplorerà il modo in cui le costellazioni gestite da utenti diversi possono condividere informazioni attraverso un hub terrestre per evitare potenziali collisioni.
"La partnership di Starling con SpaceX è il passo successivo nella gestione di grandi reti di veicoli spaziali e nella comprensione di come due sistemi di manovra autonoma possano operare in sicurezza l'uno vicino all'altro. Poiché il numero di veicoli spaziali operativi aumenta ogni anno, dobbiamo imparare come gestire il traffico orbitale, " ha detto Hunter.
Fornito dalla NASA
