Миссия НАСА Pathfinder Technology Demonstrator 3 (PTD-3) с системой TeraByte InfraRed Delivery (TBIRD) дебютирует 25 мая в рамках совместного запуска SpaceX Transporter-5. TBIRD продемонстрирует возможности лазерной связи с высокой скоростью передачи данных от CubeSat на низкой околоземной орбите. При скорости 200 гигабит в секунду (Гбит/с) TBIRD будет передавать данные с самой высокой оптической скоростью, когда-либо достигнутой НАСА.
НАСА в первую очередь использует радиочастоты для связи с космическими кораблями , но с прицелом на исследование человеком Луны и Марса и разработку усовершенствованных научных инструментов НАСА нуждается в более эффективных системах связи для передачи значительных объемов данных. Имея больше данных, исследователи могут делать важные открытия. Лазерная связь значительно увеличивает возможности передачи данных, предлагая более высокие скорости передачи данных и больше информации, упакованной в одну передачу.
«TBIRD меняет правила игры и будет очень важен для будущих исследований человека и научных миссий », — сказал Андреас Дулаверис, системный инженер TBIRD в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
За один семиминутный проход со скоростью 200 Гбит/с TBIRD отправит обратно терабайты данных и даст НАСА больше информации о возможностях лазерной связи. Добавление лазерной связи к космическим кораблям похоже на переход от коммутируемого доступа к высокоскоростному Интернету.
«Поскольку будущие научные инструменты и системы визуализации будут включать в себя новейшие технологические достижения, они будут ежедневно передавать очень большие объемы данных», — сказал Джейсон Митчелл, директор отдела передовых коммуникационных и навигационных технологий в космической связи и навигации НАСА (SCaN). ) программа. «Для этих миссий потребуются возможности нисходящей линии связи, которые может обеспечить лазерная связь».
Система TBIRD, финансируемая SCaN и построенная Лабораторией Линкольна Массачусетского технологического института в Лексингтоне, имеет размер коробки с салфетками и интегрирована в PTD-3, CubeSat, размером с две сложенные друг на друга коробки с хлопьями.
Программа малых космических аппаратов в Исследовательском центре Эймса НАСА в Силиконовой долине Калифорнии управляет серией миссий PTD. Серия PTD использует обычный коммерческий космический корабль, чтобы обеспечить надежную платформу для эффективного тестирования технологий с минимальным изменением конструкции между запусками.
«Малые космические корабли продолжают доказывать, что являются жизненно важными строительными блоками для более крупных и сложных миссий», — сказал Роджер Хантер, руководитель программы по технологиям малых космических кораблей в Эймсе. «Мы расширяем границы, увеличивая темпы демонстрации технологий подсистем благодаря инновациям наших отраслевых партнеров».
Исторически сложилось так, что для большинства новых миссий космических аппаратов требовались специальные конструкции космических аппаратов, основанные на требованиях к их полезной нагрузке. Этот шаг столь же затратен и сложен, как переделка автомобиля каждый раз, когда человеку нужно путешествовать. В каждой миссии PTD используются одни и те же конструкции автобуса космического корабля и платформы авионики с целью повышения эффективности и сокращения времени, необходимого для планирования и проектирования миссии.
Terran Orbital из Ирвина, Калифорния, предоставляет космический корабль, интегрирует полезную нагрузку и выполняет миссии PTD. Такой подход позволяет серии PTD быстро и недорого демонстрировать новые технологии подсистем для увеличения возможностей малых космических аппаратов.
Помимо того, что TBIRD находится на стандартном коммерческом космическом корабле, он также был построен из существующих коммерческих телекоммуникационных аппаратных продуктов, которые были модифицированы для экстремальных условий космоса. Использование существующих компонентов повышает эффективность и обеспечивает экономию средств.
В ходе миссии PTD-3 продемонстрирует очень стабильное наведение тела, что означает, что космический корабль может быть точно направлен на наземную станцию , чтобы облегчить демонстрацию TBIRD на нисходящей линии связи. Обтекаемая конструкция TBIRD не содержит никаких движущихся механизмов, поэтому способность космического корабля наводиться позволяет связывать телескоп лазерной связи из космоса с землей. Наземная станция TBIRD находится в Столовой горе, штат Калифорния, и управляется Лабораторией реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии.
В течение шести месяцев работы TBIRD НАСА и его партнеры соберут как можно больше информации о возможностях лазерной связи на малых спутниках. PTD-3 будет запущен уже 25 мая 2022 года со станции космических сил на мысе Канаверал во Флориде в рамках совместной миссии SpaceX Transporter-5, в которой будет использоваться ракета Falcon 9 для запуска нескольких спутников CubeSat.
Вместе PTD-3 и TBIRD могут помочь НАСА совершить гигантский скачок в развитии космических технологий для лазерной связи и общей полезности малых космических кораблей для поддержки исследований и научных целей.
Вторая, отдельная демонстрация технологий, поддерживаемая программой NASA Small Spacecraft Technology, также будет проходить на борту запуска Transporter-5: CubeSat Proximity Operations Demonstration, которая продемонстрирует рандеву, операции сближения и стыковку с использованием двух 3-компонентных CubeSat.
