Un sistema de computación híbrido desarrollado en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, es la tecnología habilitadora detrás de un ambicioso experimento que prueba una navegación relativa y una capacidad de acoplamiento autónoma conocida como Raven.

Desarrollado por la División de Proyectos de Servicio de Satélites, o SSPD, el módulo del tamaño de un equipaje de mano se lanzó el 19 de febrero a bordo de la nave espacial Dragon de SpaceX, junto con otros experimentos desplegados fuera de la Estación Espacial Internacional en un palé de experimentos. Cuervo está probando y madurando visible, sensores infrarrojos y lidar y algoritmos de visión artificial; el módulo acercará a la NASA un paso más a la realización de la innovadora capacidad de piloto automático que se puede aplicar a muchas misiones de la NASA en las próximas décadas.

Desde los días previos al Apolo de la NASA, la agencia ha atracado con éxito naves espaciales mientras atraviesan el espacio. Sin embargo, todas las operaciones involucraron a humanos que orquestaron los movimientos desde el suelo. El objetivo de Raven es desarrollar y madurar tecnologías que, en última instancia, aliviarán la dependencia humana y darán a las naves espaciales la capacidad de ponerse al día entre sí y atracar de forma autónoma en tiempo real.

"El módulo Raven está equipado con tecnología que sienta las bases para un sistema de navegación relativo, ", dijo el director de Goddard, Christopher Scolese." Lo que algunos no pueden apreciar del todo es el hecho de que los sensores de Raven no podrían hacer su trabajo si no fuera por otra tecnología muy efectiva llamada SpaceCube. El procesador SpaceCube es la tecnología detrás de escena que está haciendo posible esta importante demostración ".

SpaceCube es reconfigurable, plataforma de computación de vuelo muy rápida que los tecnólogos de Goddard demostraron por primera vez durante un experimento de navegación relativa en la Misión de Servicio Hubble-4 en 2009. Durante el experimento Raven, Los sensores del módulo "sirven como ojos. SpaceCube actúa como el cerebro, analizar datos y decirle a los componentes qué hacer, "dijo Ben Reed, subdirector de división de SSPD. Los "ojos" y el "cerebro" juntos crean la capacidad de piloto automático.

Desde su desarrollo inicial, SpaceCube se ha convertido en una familia de computadoras de vuelo que se distinguen por su velocidad de cálculo, que es de 10 a 100 veces más rápido que el procesador de vuelos espaciales de uso común:el RAD750. Aunque el RAD750 es inmune a los efectos adversos de la radiación, es lento y está muchas generaciones por detrás de la velocidad de cómputo de los procesadores comerciales.

Los procesadores SpaceCube logran su destreza en el procesamiento de datos porque los tecnólogos de Goddard se casaron con circuitos integrados tolerantes a la radiación, que están programados para ejecutar trabajos informáticos específicos simultáneamente, con algoritmos que detectan y corrigen alteraciones inducidas por la radiación en los datos recopilados. Como consecuencia, estos sistemas híbridos son casi tan confiables como el RAD750, pero órdenes de magnitud más rápido, capaz de ejecutar cálculos complejos antes limitados a sistemas terrestres.

Durante su estadía de dos años en la estación espacial, Raven detectará las naves espaciales de la estación espacial visitantes entrantes y salientes, enviar los datos que "ve" a SpaceCube 2.0, uno de la familia de productos SpaceCube. SpaceCube luego ejecuta un conjunto de algoritmos de pose, o un conjunto de instrucciones, para medir la distancia relativa entre Raven y la nave espacial que está rastreando.

Luego, basado en estos cálculos, SpaceCube 2.0 envía de forma autónoma comandos que giran el módulo Raven en su cardán o sistema de puntero para mantener los sensores entrenados en el vehículo, sin dejar de rastrearlo. Mientras todo esto sucede, Los operadores de la NASA en tierra monitorean las tecnologías de Raven, prestando mucha atención a cómo funcionan como sistema y haciendo los ajustes necesarios para aumentar las habilidades de rastreo de Raven.

"El seguimiento de naves espaciales con este sistema solo es posible porque tenemos SpaceCube, ", dijo David Petrick, líder de tecnología de aviónica de SSPD e ingeniero líder de SpaceCube, quien ha ganado prestigiosos premios por su trabajo en el procesador. "Este tipo de operación requiere computación rápida".

Las tecnologías fundamentales de Raven se aplicarán a futuras misiones. Por ejemplo, Restaurar-L, que también utilizará SpaceCube 2.0, se reunirá con, sujetar, repostar y reubicar Landsat 7 cuando se lance en 2020.

SpaceCube 2.0, sin embargo, no es el único procesador que ahora trabaja en la plataforma de experimentos externos de la estación espacial patrocinada por el Programa de Tecnología Espacial del Departamento de Defensa.

SpaceCube 1.0 se está utilizando como interfaz de comunicación entre los servicios de datos de la estación espacial y múltiples experimentos en el palé. Además, una versión miniaturizada de SpaceCube 2.0, el SpaceCube Mini, está operando dos experimentos de la NASA y el Departamento de Defensa de EE. UU. La NASA también está probando otras dos computadoras en miniatura, desarrollado con la Universidad de Florida. La mayoría de estos modelos están equipados con piezas comerciales.