Тройной космический корабль «Гера» безопасно летает с помощью когерентной радиосвязи

«Существует множество систем радиочастотной связи между космическими кораблями и Землей, но не между самими космическими кораблями – на рынке был пробел», – объясняет Педро Родригес из Приспособление Компания со штаб-квартирой в Лиссабоне.

Основанная в 2001 году студентами в области информатики и электроники, компания Tekever первоначально сосредоточилась на разработке программного обеспечения, которое будет работать на нескольких сетевых платформах, а затем вышла на рынки аэрокосмической и оборонной промышленности.

Сегодня компания является одним из ведущих поставщиков дронов для служб наблюдения в Европе.

«Примерно в 2009 году у нас было программно определяемое радиооборудование, используемое в наземных тактических радиостанциях», — добавляет Педро Родригес. «Это позволяло платформам взаимодействовать, одновременно обмениваясь информацией о дальности, так что они постоянно знали, где находятся относительно друг друга. друг другу, мы смогли увидеть его более широкий потенциал, представив в это время собственное космическое подразделение».

«Его полезность была очевидна для миссии Европейского космического агентства «Проба-3», которая включает в себя запуск двух спутников в тесном строю, выстраивающихся в линию с Солнцем, чтобы создать между ними искусственное солнечное затмение. Наша межспутниковая технология обеспечивает почти одномерные измерения между парой. , который при необходимости может быть дополнен «более точными методами позиционирования, включая камеры и лазерные измерения».

Межспутниковые связи компании стали неотъемлемой частью миссии «Проба-3», запуск которой запланирован на ноябрь этого года. Тем временем прибыла миссия «Гера», которая поставила вопрос: если межспутниковые связи компании так хорошо работают с двумя космическими кораблями, можно ли заставить их работать с тремя?

Системный инженер Паоло Конкари, работающий в техническом центре ESTEC ЕКА, работал над адаптацией технологии ISL как для Proba-3, так и для Hera: «Для Proba-3 речь шла в первую очередь об упрощении электрической конструкции, а затем о квалификации компонентов, используемых для окружающая среда «Суровые условия в космосе, которые включали множество радиационных испытаний».

«Наша разработка началась со многих готовых коммерческих компонентов, а не с продуктов, пригодных для использования в космосе, по той простой причине, что они более совершенны и функциональны», — отмечает Педро Родригес. «Мы прошли длительный процесс проверки, в ходе которого мы протестировали кандидата. части из-за их восприимчивости к радиации».

«Это заняло много времени, поскольку нам приходилось несколько раз возвращаться к этапу проектирования для замены неподходящих компонентов, но эти усилия были действительно необходимы, поскольку система не смогла бы работать на том же уровне, если бы она опиралась только на детали. это подходило для этого места ».

Преимущество повторного использования на борту «Геры» заключалось в том, что тяжелая работа по квалификации конструкции ISL для космоса уже была проделана, поскольку аппараты ISL «Геры» были идентичны предыдущим кораблям «Проба-3» с точки зрения аппаратного обеспечения. Единственная разница состоит в том, что они работают с переписанным программным алгоритмом – и эта легкая реконфигурация является одним из основных преимуществ программно-конфигурируемых радиосистем.

«Системы GPS Hera предоставляют информацию о расстоянии так же, как системы Proba-3, но они также предоставляют данные о дальности, что означает, что они показывают космическим кораблям скорость, с которой они удаляются или приближаются друг к другу», — объясняет Педро Родригес. «Вместо этого. Из двух платформ нам пришлось внедрить в систему сетевую философию – где три космических корабля обмениваются сетевой информацией, а затем решать, нужно ли им действовать на ее основе или избавиться от нее».

Система также проводит измерения с высокой пропускной способностью для оценки тонких доплеровских сдвигов, вызванных гравитацией между двумя астероидами. Эти многоточечные данные будут использоваться для расчета их масс, что позволит определить плотность состава астероида гораздо точнее, чем Гера могла бы достичь самостоятельно.

Еще одно отличие «Пробы-3» от «Геры» заключается в том, что трио «Геры» будет работать в космосе дальше — до 30 километров вместо примерно 150 метров.

«Это привело к небольшой аппаратной модификации, что означает небольшое увеличение мощности усилителя», — добавляет Паоло Конкари. «Основное отличие заключается в программном обеспечении. Если космический корабль разговаривает на большом расстоянии, система замедляется. снизить скорость передачи данных, что «дает космическому кораблю больше времени для приема всех частей сообщения, что увеличивает соотношение сигнал/шум и, следовательно, вероятность правильного приема».

Поскольку технология ISL от Tekever изначально была нацелена на рынок небольших спутников, ее установка на CubeSat от Hera оказалась относительно простой, поскольку они используют один и тот же стандарт панелей PC/104.

Системы ISL недавно были протестированы с основной антенной Hera «земля-земля» с высоким коэффициентом усиления, что позволило диспетчерам миссии в Европейском центре космических операций ЕКА управлять спутниками CubeSat по этим каналам. Теперь, когда испытательная кампания оказалась успешной, в следующий раз системы ISL заработают, когда CubeSat будет развернут вокруг астероидов в начале 2027 года.

Тем временем технология ISL предоставляется для кометы-перехватчика ЕКА, который аналогичным образом развернет два зонда с основного космического корабля, в том числе один, предоставленный Японским агентством аэрокосмических исследований. Японское агентство аэрокосмических исследований.

«Позволение нескольким космическим кораблям общаться друг с другом таким образом — это большой переломный момент, в частности, для научных миссий, поэтому Techiver на данном этапе ведет переговоры с различными космическими агентствами, а также изучает коммерческие возможности», — заключает Педро Родрикес. В магазине».