Los ingenieros de Wallops planean probar una nueva tecnología de aviónica, llamada comunicaciones distribuidas de carga útil, que les daría a los científicos una capacidad nunca antes ofrecida para sondear la investigación basada en cohetes. Se muestran aquí junto con los componentes de la tecnología. De izquierda a derecha (primera fila):Brian Banks, Taylor Green, Steve Bundick, Josh Yacobucci, y Cathy Hesh; (fila de atrás, de izquierda a derecha):Christian Amey, Scott Hesh, Chris Lewis, y Alex Coleman. Crédito:NASA / Berit Bland
Los ingenieros de la NASA planean probar una nueva tecnología de aviónica — comunicaciones de carga útil distribuida — que les daría a los científicos una capacidad nunca antes ofrecida para sondear la investigación basada en cohetes.
Con tal tecnología, Los cohetes sonoros podrían desplegar múltiples subcargas del tamaño de latas de refresco a diferentes altitudes donde sus instrumentos miniaturizados a bordo podrían recopilar mediciones multipunto. Un receptor de radio de comunicaciones de carga útil distribuida ubicado en la carga útil principal recopilaría los datos de las cargas útiles secundarias y los multiplexaría en un flujo de datos que transmitiría a las estaciones terrestres que se encuentran debajo.
Esta capacidad desarrollada en la instalación de vuelo Wallops de la NASA en Virginia simplificaría la recopilación de datos y el seguimiento de la carga útil. y permitir a los científicos estudiar múltiples regiones en el espacio simultáneamente, lo que no pueden hacer con la tecnología actual de cohetes.
"En la actualidad, la mayoría de los cohetes que suenan recopilan datos de un solo punto, "dijo Cathy Hesh, el gerente de proyecto de Wallops que encabeza el esfuerzo de desarrollo tecnológico. "Nuestros científicos quieren más".
Carga útil SubTEC-8
La capacidad es solo una de las varias que se probarán durante una misión de demostración de tecnología conocida como Suborbital Technology Carrier-8, o SubTEC-8, un recipiente de carga útil que los ingenieros de Wallops desarrollaron para ayudar a madurar las tecnologías emergentes. SubTec-8 se integrará en un cohete con sonido Malemute mejorado Terrier, que se lanzará desde Wallops Test Range en Virginia el 17 de octubre.
"Tomamos un grupo diverso de ingenieros de Wallops para armar este sistema, ", Dijo Hesh." Es realmente una tecnología habilitadora, una tecnología que nunca antes habíamos podido hacer. Es realmente emocionante."
Un equipo de ingenieros de Wallops Flight Facility lanzará estas subcargas instrumentadas para demostrar la tecnología de comunicaciones de carga útil distribuida. Los dispositivos deben recopilar y transmitir unos cuatro minutos de datos antes de volver a entrar en la atmósfera. Crédito:NASA / Scott Hesh
Similar a AZURE
El concepto es de naturaleza similar a uno que se lanzó en abril desde el Centro Espacial Andøya de Noruega. Durante esa misión, llamado AZURE, abreviatura de Experimento del cohete de surgencia de la zona auroral, dos cohetes de sondeo Black Brant XI-A desplegaron múltiples marcadores de gas visibles que contienen ingredientes similares a los que se encuentran en los fuegos artificiales. Las mezclas crearon nubes de colores que permitieron a los investigadores rastrear el flujo de partículas neutrales y cargadas en el viento auroral a través de fotografías terrestres y triangulación de las posiciones momento a momento de las nubes en tres dimensiones.
Pero la demostración de SubTEC llevará la tecnología al siguiente nivel, Dijo Hesh.
"La misión AZURE voló con el mismo factor de forma de subcarga útil, pero sólo llevaba una ampolla trazadora. No tenía la aviónica de telemetría que desarrollamos para estas comunicaciones distribuidas de carga útil, " ella dijo, agregando que estas tecnologías, incluyendo un receptor de radio, una antena de sub-carga útil no mayor a una cuarta parte, transmisores miniaturizados, y un sistema de distribución de energía altamente eficiente, fueron desarrollados en parte con fondos del programa de Investigación y Desarrollo Internos en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.
A los dos minutos del despegue del cohete, Hesh dijo que las puertas de lanzamiento se abrirán. Un mecanismo de lanzamiento basado en cohetes desplegará dos subcargas equipadas con instrumentos proporcionados por la universidad. Estas subcargas viajarán a unas 200 millas por segundo hasta una posición aproximadamente a 12 millas de distancia de la carga útil principal. Durante su vuelo, medirán varios fenómenos físicos en la atmósfera superior de la Tierra.
Unos segundos después, Los mecanismos de liberación cargados por resorte desplegarán dos subcargas adicionales, también equipado con instrumentos proporcionados por otro investigador universitario. Viajando a unas 10 millas por hora a una posición aproximadamente a dos millas de distancia de la carga útil principal, estos instrumentos estudiarán el plasma de iones térmicos.
Una vez que se expulsan las cargas secundarias, comenzarán a recopilar y transmitir sus datos al receptor de carga útil principal a una velocidad de aproximadamente un megabits por segundo, Hesh dijo:agregar las cargas secundarias debería obtener aproximadamente cuatro minutos de datos antes de volver a ingresar a la atmósfera. Tras el lanzamiento de las cargas secundarias, el receptor de la carga útil principal transmitirá los datos compilados a una estación de telemetría a continuación.
Nubes de colores formadas por la liberación de vapores de los dos cohetes AZURE, lo que permitió a los científicos medir los vientos aurorales. El concepto es similar a la tecnología de comunicaciones de carga útil distribuida que se demostrará durante la próxima misión del cohete de sondeo SubTEC-8. Crédito:NASA / Lee Wingfield
Capacidad "revolucionaria"
Se está trabajando para mejorar aún más el sistema, Dijo Hesh.
Bajo un IRAD del año fiscal 2019, Los ingenieros de Wallops, Christian Amey y Brian Banks, están desarrollando un transmisor hecho a medida que costaría significativamente menos que los transmisores disponibles comercialmente que se utilizan actualmente en el sistema de comunicaciones de carga útil distribuida. "Por último, nos gustaría que fuera posible volar hasta 16 a 20 de estas sub-cargas útiles en el espacio al mismo tiempo, "Dijo Hesh. Reducir el costo de los transmisores haría que esta tecnología fuera más económica.
"Esta es una de las principales prioridades del Programa de cohetes de sondeo de la NASA, " ella continuó, refiriéndose al sistema de comunicaciones de carga útil distribuida global. "Si se implementa, sería una tecnología revolucionaria para ofrecer a la comunidad científica de cohetes ".
