Os engenheiros da Wallops planejam testar uma nova tecnologia aviônica - chamada de comunicações de carga útil distribuída - que daria aos cientistas uma capacidade nunca antes oferecida em pesquisas baseadas em foguetes de sondagem. Eles são retratados aqui junto com os componentes da tecnologia. Da esquerda para a direita (primeira fila):Brian Banks, Taylor Green, Steve Bundick, Josh Yacobucci, e Cathy Hesh; (fila de trás, da esquerda para a direita):Christian Amey, Scott Hesh, Chris Lewis, e Alex Coleman. Crédito:NASA / Berit Bland
Os engenheiros da NASA planejam testar uma nova tecnologia aviônica - comunicações distribuídas de carga útil - que daria aos cientistas uma capacidade nunca antes oferecida em pesquisas baseadas em foguetes de sondagem.
Com essa tecnologia, foguetes de sondagem poderiam implantar várias subcargas do tamanho de latas de refrigerante em altitudes variadas, onde seus instrumentos miniaturizados a bordo poderiam coletar medições de vários pontos. Um receptor de rádio de comunicações de carga útil distribuída localizado na carga útil principal reuniria os dados das subcargas e os multiplexaria em um fluxo de dados que seria transmitido para as estações terrestres abaixo.
Esta capacidade desenvolvida na Wallops Flight Facility da NASA na Virgínia simplificaria a coleta de dados e o rastreamento de carga útil, e permitir que os cientistas estudem várias regiões no espaço simultaneamente, o que eles não podem fazer com a tecnologia atual de foguetes de sondagem.
"Atualmente, a maioria dos foguetes de sondagem coleta dados de apenas um ponto, "disse Cathy Hesh, o gerente de projeto Wallops liderando o esforço de desenvolvimento de tecnologia. "Nossos cientistas querem mais."
Carga útil SubTEC-8
A capacidade é apenas uma das várias a serem testadas durante uma missão de demonstração de tecnologia conhecida como Suborbital Technology Carrier-8, ou SubTEC-8, uma caixa de carga útil que os engenheiros da Wallops desenvolveram para ajudar a amadurecer tecnologias emergentes. O SubTec-8 será integrado a um foguete-sonda Terrier-Improved Malemute, que será lançado na gama de testes Wallops, na Virgínia, em 17 de outubro.
"Pegamos um conjunto diversificado de engenheiros da Wallops para montar este sistema, "Hesh disse." É realmente uma tecnologia capacitadora, uma tecnologia que nunca fomos capazes de fazer antes. É realmente emocionante. "
Uma equipe de engenheiros da Wallops Flight Facility lançará essas subcargas instrumentadas para demonstrar a tecnologia de comunicações de carga útil distribuída. Os dispositivos devem coletar e transmitir cerca de quatro minutos de dados antes de entrar novamente na atmosfera. Crédito:NASA / Scott Hesh
Semelhante ao AZURE
O conceito é semelhante em natureza ao que foi lançado em abril do Centro Espacial Andøya da Noruega. Durante essa missão, chamado AZURE, abreviação de Experiência Auroral Zone Upwelling Rocket, dois foguetes de sondagem Black Brant XI-A lançaram vários rastreadores de gás visíveis contendo ingredientes semelhantes aos encontrados em fogos de artifício. As misturas criaram nuvens coloridas que permitiram aos pesquisadores rastrear o fluxo de partículas neutras e carregadas no vento auroral por meio de fotografia terrestre e triangulação das posições momento a momento das nuvens em três dimensões.
Mas a demonstração do SubTEC levará a tecnologia para o próximo nível, Hesh disse.
"A missão AZURE voou no mesmo fator de forma de subcarga útil, mas carregava apenas uma ampola traçadora. Não tinha a aviônica de telemetria que desenvolvemos para essas comunicações de carga útil distribuída, " ela disse, acrescentando que essas tecnologias, incluindo um receptor de rádio, uma antena de subcarga útil não maior que um quarto, transmissores miniaturizados, e um sistema de distribuição de energia altamente eficiente, foram desenvolvidos em parte com financiamento do programa interno de pesquisa e desenvolvimento no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.
Dentro de dois minutos após o lançamento do foguete, Hesh disse que as portas de lançamento serão abertas. Um mecanismo de liberação baseado em foguete implantará duas subcargas equipadas com instrumentos fornecidos pela universidade. Essas subcargas irão viajar a cerca de 200 milhas por segundo para uma posição a cerca de 12 milhas de distância da carga principal. Durante o voo, eles medirão vários fenômenos físicos na atmosfera superior da Terra.
Alguns segundos depois, mecanismos de liberação com mola irão implantar duas subcargas adicionais, também equipado com instrumentos fornecidos por outro pesquisador universitário. Viajando a cerca de 16 km por hora para uma posição a cerca de 3 km de distância da carga útil principal, esses instrumentos estudarão o plasma de íons térmicos.
Uma vez que as subcargas são ejetadas, eles começarão a coletar e transmitir seus dados para o receptor de carga útil principal a uma taxa de cerca de um megabits por segundo, Hesh disse, adicionar as subcargas deve obter cerca de quatro minutos de dados antes de entrar novamente na atmosfera. Após o lançamento das subcargas, o receptor na carga útil principal transmitirá os dados compilados para uma estação de telemetria abaixo.
Nuvens coloridas formadas pela liberação de vapores dos dois foguetes AZURE, que permitiu aos cientistas medir os ventos aurorais. O conceito é semelhante à tecnologia de comunicação de carga útil distribuída que será demonstrada durante a próxima missão do foguete de sondagem SubTEC-8. Crédito:NASA / Lee Wingfield
Capacidade de "mudar o jogo"
O trabalho para melhorar ainda mais o sistema está em andamento, Hesh disse.
Sob um IRAD FY19, Os engenheiros da Wallops, Christian Amey e Brian Banks, estão desenvolvendo um transmissor feito sob medida que custaria significativamente menos do que os transmissores disponíveis comercialmente usados atualmente no sistema de comunicações de carga útil distribuída. "Em última análise, gostaríamos que fosse possível voar até 16 a 20 dessas subcargas no espaço ao mesmo tempo, "Disse Hesh. Reduzir o custo dos transmissores tornaria essa tecnologia mais econômica.
"Esta é uma das principais prioridades do Programa de Sondagem de Foguetes da NASA, " ela continuou, referindo-se ao sistema geral de comunicações de carga útil distribuída. "Se implementado, seria uma tecnologia revolucionária para oferecer à comunidade científica de foguetes de som. "
