A rede espacial próxima da NASA permite que a missão climática PACE ligue para casa
Uma representação artística de vários satélites de observação da Terra ao redor do globo usando a Near Space Network da NASA para enviar dados críticos. Crédito:NASA/Kasey Dillahay A missão PACE (plâncton, aerossol, nuvem, ecossistema oceânico) entregou seus primeiros dados operacionais aos pesquisadores, um feito possível em parte pela tecnologia inovadora de armazenamento de dados da Near Space Network da NASA, que introduziu duas melhorias importantes para PACE e outras missões científicas futuras.
À medida que um satélite orbita no espaço, seus sistemas geram dados críticos sobre a saúde, localização, duração da bateria da espaçonave e muito mais. Tudo isso ocorre enquanto os instrumentos científicos da missão capturam imagens e dados que apoiam o objetivo geral do satélite.
Esses dados são então codificados e enviados de volta à Terra por meio de ondas de rádio através da Near Space Network e da Deep Space Network da NASA – mas não sem desafios.
Um desafio são as distâncias extremas, onde interrupções ou atrasos são comuns. As interrupções nos satélites são semelhantes às que os usuários da Internet experimentam na Terra com buffer ou links defeituosos. Se ocorrer uma interrupção, a Rede Tolerante a Atrasos/Interrupções, ou DTN, pode armazenar e encaminhar os dados com segurança assim que um caminho for aberto.
A Near Space Network da NASA integrou DTN em quatro novas antenas e na espaçonave PACE para mostrar o benefício que esta tecnologia pode trazer para missões científicas. A rede, que apoia comunicações para missões espaciais num raio de 2,0 milhões de quilómetros da Terra, está constantemente a melhorar as suas capacidades para apoiar missões científicas e de exploração. O Ocean Color Instrument (OCI) do satélite PACE da NASA detecta luz em uma faixa hiperespectral, o que fornece aos cientistas novas informações para diferenciar comunidades de fitoplâncton – uma capacidade única do mais novo satélite de observação da Terra da NASA. Esta primeira imagem divulgada pela OCI identifica duas comunidades diferentes destes organismos marinhos microscópicos no oceano ao largo da costa da África do Sul em 28 de fevereiro de 2024. O painel central desta imagem mostra Synechococcus em rosa e picoeucariotos em verde. O painel esquerdo desta imagem mostra uma visão colorida natural do oceano, e o painel direito mostra a concentração de clorofila-a, um pigmento fotossintético usado para identificar a presença de fitoplâncton. Crédito:NASA “DTN é o futuro das comunicações espaciais, fornecendo proteção robusta de dados que podem ser perdidos devido a uma interrupção”, disse Kevin Coggins, vice-administrador associado do programa de Comunicações e Navegação Espacial (SCaN) da NASA. "PACE é a primeira missão científica operacional a alavancar DTN, e estamos usando-a para transmitir dados aos operadores da missão que monitoram as baterias, a órbita e muito mais. Esta informação é crítica para as operações da missão."
O PACE, um satélite localizado a cerca de 400 quilómetros acima da Terra, está a recolher dados para ajudar os investigadores a compreender melhor como o oceano e a atmosfera trocam dióxido de carbono, medir variáveis atmosféricas associadas à qualidade do ar e ao clima e monitorizar a saúde dos oceanos através do estudo do fitoplâncton – pequenas plantas e algas. .
Embora o PACE seja o primeiro usuário científico operacional do DTN, demonstrações da tecnologia foram feitas anteriormente na Estação Espacial Internacional.
Além da DTN, a Near Space Network trabalhou com o parceiro comercial Kongsberg Satellite Services na Noruega para integrar quatro novas antenas na rede para apoiar o PACE. As novas antenas da Near Space Network no Alasca, Chile, Noruega e Virgínia. Estes foram desenvolvidos em parceria com a KSAT. Crédito:NASA Estas novas antenas, em Fairbanks, Alasca; Ilha Wallops, Virgínia; Punta Arenas, Chile; e Svalbard, na Noruega, permitem que missões façam downlink de terabytes de dados científicos de uma só vez. Tal como os cientistas e engenheiros melhoram constantemente as capacidades dos seus instrumentos, a NASA também avança os seus sistemas de comunicações para permitir missões perto da Terra e no espaço profundo.
À medida que o PACE orbita a Terra, ele transmitirá seus dados científicos 12 a 15 vezes por dia para três das novas antenas da rede. No geral, a missão enviará 3,5 terabytes de dados científicos por dia.
Técnicas de capacidade de rede como DTN e as quatro novas antenas são os mais recentes aprimoramentos no catálogo de serviços da Near Space Network para apoiar missões científicas, voos espaciais tripulados e experimentos tecnológicos.
“A Near Space Network da NASA tem agora uma flexibilidade sem precedentes para fornecer aos cientistas e gestores de operações mais informações preciosas de que necessitam para garantir o sucesso da sua missão”, disse Coggins.
Além dessas novas capacidades, a rede também está aumentando o número de antenas comerciais em seu portfólio. Em 2023, a NASA emitiu o pedido de proposta de Near Space Network Services para buscar fornecedores comerciais para integração no portfólio em expansão da rede. Com uma capacidade crescente, a rede pode apoiar missões científicas adicionais e oportunidades de downlink.
