Las etapas superiores de los lanzadores espaciales suelen estar cargadas con sensores que, en teoría, podrían decirles a los ingenieros todo lo que necesitan saber sobre el estado del lanzador y las posibles vulnerabilidades. Todavía, Las limitadas capacidades informáticas a bordo y el ancho de banda a tierra hasta ahora han hecho imposible adquirir la mayoría de estos datos.

Este es el contexto en el que nació el proyecto MaMMoTH-Up (Monitoreo modular extendido masivamente para etapas superiores). En 42 meses, el consorcio del proyecto se propuso el objetivo de aumentar la cantidad de datos supervisados ​​en un factor de más de 2 500.

Jan-Gerd Mess, coordinador del proyecto en nombre del Centro Aeroespacial Alemán, analiza los logros del proyecto antes de su finalización en agosto de 2018.

¿Por qué es importante recopilar más datos de las etapas superiores de los vehículos de lanzamiento?

Uno de nuestros principales objetivos es proporcionar más información sobre el entorno del lanzador. Esto es importante para comprender mejor las condiciones a las que está sometido, pero lo más importante es la tensión mecánica resultante a la que tiene que hacer frente todo el sistema.

Los datos adquiridos provienen de térmicos, presión, vibración, sensores de choque y aceleración, así como galgas extensométricas. Ayudará a optimizar el sistema en sí y también permitirá futuros desarrollos en términos de estabilidad, reducción de peso y seguridad. Esto es especialmente importante para materiales recién introducidos como fibra de carbono, ya que solo podemos explotar todo su potencial si comprendemos completamente su comportamiento en condiciones operativas.

¿Qué hace que la recopilación de estos datos sea tan difícil de lograr?

El hardware del lanzador existente y su cadena de telemetría, aunque bien probado y fiable, tienen un rendimiento limitado en términos de potencia computacional y ancho de banda.

Las actualizaciones de cualquiera de estos son muy costosas ya que implican una recalificación costosa y prolongada de todo el lanzador. así como importantes inversiones en infraestructura terrestre.

¿Cómo sugiere superar este problema y qué diría que hace que su enfoque sea particularmente innovador?

Nuestro enfoque es introducir un sistema modular que se pueda adaptar y ampliar fácilmente para cumplir con los requisitos específicos de la misión. Es mínimamente invasivo, y al mismo tiempo minimiza los riesgos para la misión nominal del lanzador.

Al utilizar componentes comerciales disponibles en el mercado (COTS) en un entorno protegido, la potencia computacional del hardware de a bordo se puede incrementar significativamente. Esto nos permite introducir algoritmos inteligentes de selección y compresión de datos que optimizan la cantidad de información útil para el enlace de telemetría existente. Al introducir aún más interfaces seriales ampliamente utilizadas como RS422 y CAN-bus, También nos aseguramos de que futuros desarrollos y módulos (cámaras, sensores inalámbricos, etc.) pueden hacer uso del sistema desarrollado.

¿El demostrador estuvo a la altura de sus expectativas iniciales?

A este punto, el demostrador ha sobrevivido a las pruebas de calificación necesarias para ser aplicable para su uso en un lanzador ARIANE 5 en términos de vacío térmico, despresurización rápida y EMC. Las pruebas de vibración aún están pendientes, pero las pruebas se realizarán durante los próximos meses, antes del final del proyecto.

Desde un punto de vista funcional, todo el sistema ha sido ensamblado, y se han realizado con éxito simulaciones de misión basadas en perfiles de vuelo de ARIANE 5. Si bien la selección de datos sigue siendo un tema en curso tanto en la investigación como en la implementación, La compresión de datos, así como todos los mecanismos para la asignación y transmisión de datos de los sensores, están en su lugar y se han probado con éxito.

¿Hasta dónde crees que podrás llegar? ¿Ha llegado ya a la etapa de vuelo de demostración?

Un modelo de calificación ahora se integra fácilmente y se está sometiendo a pruebas de calificación representativas como una pieza real de hardware de vuelo. Nosotros estamos, por lo tanto, confiado en que podemos llegar a TRL 5/6 al final del proyecto.

¿Cuáles son sus planes de comercialización, y ¿cuáles diría que serán sus principales puntos de venta frente a los competidores potenciales?

A lo mejor de nuestro conocimiento, Actualmente no existe ningún otro sistema que pueda aumentar modularmente las capacidades del lanzador en términos de adquisición de datos y al mismo tiempo introducir una plataforma extensible para probar nuevas tecnologías en un entorno seguro durante el vuelo. Esto crea un caso de uso completamente nuevo para el lanzador.

¿Cuáles son sus planes de seguimiento? ¿Si alguna?

Tenemos previsto solicitar más financiación de Horizonte 2020 y de la ESA en el marco de una verificación y demostración en órbita, para demostrar la aplicabilidad de nuestro enfoque.

Adicionalmente, una adaptación a ARIANE 6 podría ser factible, lo que incluiría no solo un vuelo futuro, sino también la aplicación del sistema MaMMoTH-Up durante las pruebas de sistemas y subsistemas en tierra. Esto aumentaría las capacidades de adquisición de datos de las instalaciones de calificación.