En el cielo oscuro de la mañana del 21 de marzo sobre las instalaciones de vuelo de la isla Wallops de la NASA en la costa de Virginia, un cohete Rocket Lab Electron llevaba un manifiesto de la Oficina Nacional de Reconocimiento (NRO) que presentaba tres misiones de investigación colaborativas en la órbita terrestre baja, incluida la última pieza. de hardware espacial de cosecha propia de la Escuela Naval de Postgrado (NPS).
Dirigida por los profesores de investigación asociados, el Dr. Wenschel Lan, investigador principal, y el Dr. Giovanni Minelli, co-investigador principal, del Grupo Académico de Sistemas Espaciales (SSAG) del NPS, la misión Mola CubeSat que se lanzó al espacio a bordo del NROL-123 incluye dos cargas útiles. experimentos construidos por NPS (una cámara de imágenes de terahercios (TIC) y una carga útil LED en órbita (LOOP)) y un transmisor de radio construido por la unidad de Ciencia y Tecnología de Defensa de Nueva Zelanda.
El profesor asociado del Departamento de Física de NPS, Fabio Alves, junto con el profesor asociado Drago Grbovic y el profesor emérito Gamani Karunasiri, han estado liderando el esfuerzo para avanzar en las TIC y la tecnología detrás de ellas. Desde 2018, una colaboración en el campus de NPS entre el Laboratorio de investigación de sensores y el Laboratorio de satélites pequeños ha permitido a profesores y estudiantes desarrollar una serie de cargas útiles de vuelo para demostrar esta tecnología de vanguardia.
El LOOP, construido por Ph.D. El candidato a Mayor del Cuerpo de Marines de los EE. UU., Dillon Pierce, es el primer paso hacia una capacidad de comunicaciones y seguimiento óptico.
El esfuerzo a largo plazo busca avanzar en la investigación del NPS en comunicaciones ópticas en el espacio libre para CubeSats y satélites pequeños, utilizando láseres ópticos altamente direccionales para aumentar la velocidad y la seguridad de las comunicaciones en órbita terrestre baja (LEO) y al mismo tiempo evitar frecuencias de radio congestionadas.
El experimento inicial con LOOP consiste en observar visualmente los LED ultrabrillantes del satélite. Los planes son eventualmente rastrear LOOP con un telescopio terminal óptico de 70 centímetros ubicado en lo alto del techo del Spanagel Hall de NPS.
"La misión del NPS es educar a nuestros eruditos guerreros, y Mola ciertamente continuará logrando ese objetivo", afirmó Lan.
"En los últimos años, hemos integrado esta investigación en los cursos de Sistemas Espaciales para que los estudiantes puedan trabajar con hardware de vuelos espaciales reales como parte de su plan de estudios habitual, además de la investigación de tesis. También hemos tenido una gran experiencia trabajando con nuestros Five Eyes socios, y nos ha dado la oportunidad de colaborar también con nuestros colegas en el campus".
Las cargas útiles de Mola cuentan con el respaldo directo de la red Mobile CubeSat Command and Control (MC3) de NPS, un esfuerzo patrocinado por el Departamento de Defensa que comenzó en 2011 en NPS.
A lo largo de los años, SSAG ha desarrollado asociaciones con otras nueve instalaciones de seguimiento, lo que dio lugar a una red de estaciones terrestres comunitarias patrocinadas por el gobierno de EE. UU. para satélites pequeños, o SmallSats. Estos incluyen otras tres universidades de servicios del DOD, instituciones civiles, socios industriales y agencias gubernamentales en todo el país, que trabajan dentro de una red de operaciones distribuidas que comparten responsabilidades de seguimiento a través de estaciones terrestres paralelas.
El proyecto MC3 contribuye a una importante relación de colaboración de Five Eyes (FVEY), una alianza de inteligencia entre Australia, Canadá, Nueva Zelanda, el Reino Unido y Estados Unidos. Estos países son partes de un tratado de cooperación conjunta en inteligencia de señales, y la red MC3 planea colaborar eventualmente con la Red Internacional de Mando y Control de SmallSat (ISC2N) de FVEY.
Por casualidad, Minelli y el asociado de investigación de la facultad de SSAG, Alex Savattone, estuvieron en Auckland, Nueva Zelanda, para el lanzamiento del NROL-123.
"Estamos en Auckland para una reunión cara a cara para apoyar el programa FVEY. El lanzamiento de Mola fue fortuito para nosotros ya que uno de los principales objetivos de Mola es demostrar las comunicaciones con las estaciones terrestres de FVEY", dijo Minelli.
Las primeras horas después del lanzamiento de Mola fueron intensas y emocionantes, mientras el equipo buscaba establecer comunicaciones con el satélite. Y funcionó muy bien.
"El equipo, dirigido por el Dr. Wenschel Lan y el Dr. Gio Minelli, adquirió datos del CubeSat en la primera pasada después del despliegue", dijo el Dr. Jim Newman, presidente del SSAG.
Puede parecer simple, pero no lo es, ya que se tuvieron que completar muchos pasos de procedimiento una vez que el cohete Electron despliega sus cargas útiles en la órbita terrestre baja (LEO).
"Cuando la nave sea expulsada, se encenderá sola", explicó Minelli antes del lanzamiento. "Encenderá su receptor GPS para determinar su posición. Su rastreador de estrellas tomará fotografías de las estrellas y determinará la orientación del satélite basándose en un mapa estelar precargado. Si los niveles de batería son suficientes, el satélite girará sus ruedas de reacción. e intentar estabilizarse, con sus paneles solares orientados hacia el sol."
Las emociones durante el lanzamiento y despliegue de Mola fueron algo tensas, ya que los años de arduo trabajo de estudiantes e investigadores se habían ido acumulando hasta ese momento, cuando el satélite pasó sobre NPS, listo para intentar comunicarse unos 90 minutos después del lanzamiento. /P>
"Ha sido un largo camino:originalmente escribimos el libro blanco que describe este concepto en 2019. Finalmente obtuvimos fondos, superamos la pandemia y lo construimos", dijo Minelli. "Somos un equipo muy pequeño y muchos de nosotros estamos involucrados en una misión como esta. Cada miembro del equipo y cada estudiante contribuyó significativamente; de lo contrario, esto no funcionaría".
El aprendizaje práctico y experiencial de los estudiantes ha sido una prioridad central de SSAG desde su creación en 1982. Este último lanzamiento se basa en la primera incursión de NPS en el lanzamiento de satélites al espacio. En la década de 1990, el Dr. Rudy Panholzer, presidente de SSAG durante mucho tiempo, dirigió el diseño, desarrollo, construcción y lanzamiento de PANSAT, o Petite Amateur Navy Satellite. El programa apoyó más de 50 maestrías y formó a muchos otros.
PANSAT fue desplegado desde el transbordador espacial Discovery en STS-95 en 1998, el mismo vuelo que incluyó al ex astronauta del Proyecto Mercurio y senador estadounidense John Glenn, y tuvo un desempeño más allá de todas las expectativas. Con una duración de batería y sistemas a bordo que se estima que funcionarán durante unos 36 meses, PANSAT permaneció en comunicación con las estaciones terrestres del NPS durante casi ocho años.
El equipo SSAG ha lanzado cargas útiles en el transbordador espacial, varios CubeSats, satélites pequeños y tecnologías innovadoras de implementación de CubeSat. Y Mola y los proyectos futuros ahora están preparados para continuar basándose en esta importante historia de vuelo.
Según Lan, esta historia ha apoyado en el pasado y respaldará en el futuro el aprendizaje relevante para la marina:el desarrollo de activos espaciales asequibles que no solo sean oportunidades de aprendizaje para los estudiantes, sino que también demostrarán tecnologías escalables para operaciones navales y de defensa en el espacio. P>
"Uno de nuestros objetivos para el SSAG es tener satélites que los estudiantes puedan operar para aprender las operaciones de las naves espaciales", dijo Lan. "Ya hemos tenido muchísimos estudiantes contribuyendo a Mola, y los próximos grupos seguirán cosechando los beneficios".
Las capacidades navales en el ámbito marítimo dependen cada vez más de conocimientos y habilidades eficaces, como los que se enseñan en NPS, para desplegar y operar sistemas en el ámbito espacial.
"NPS brinda el tipo de experiencia de aprendizaje práctico con aplicación directa de misión de la que nuestro Secretario de Marina, Carlos Del Toro, se benefició cuando era estudiante de NPS Space Systems, y tenemos la intención de continuar ofreciendo a nuestros estudiantes tales oportunidades en el futuro", afirmó Newman.
Proporcionado por la Escuela de Postgrado Naval
