Avec Artémis, La NASA établira une présence à long terme sur la Lune, ouvrant plus que jamais la surface lunaire à l'exploration. Cette croissance de l'activité lunaire nécessitera de nouvelles, des communications plus robustes, la navigation, et les capacités de mise en réseau. Le programme Space Communications and Navigation (SCaN) de la NASA a développé l'architecture LunaNet pour répondre à ces besoins.

LunaNet s'appuiera sur des techniques de mise en réseau innovantes, normes, et un cadre extensible pour étendre rapidement les capacités du réseau sur la Lune. Ce cadre permettra à l'industrie, universitaire, et des partenaires internationaux pour construire et exploiter des nœuds LunaNet aux côtés de la NASA. Ces nœuds offriront aux missions quatre services distincts :mise en réseau, la navigation, détection et information, et les services de radio/sciences optiques.

La mise en réseau

Typiquement, lorsque les missions se lancent dans l'espace, leur communication vers la Terre repose sur des liaisons préprogrammées avec un relais spatial ou une antenne au sol. Avec plusieurs missions voyageant vers la Lune, le recours à des liaisons préprogrammées pourrait limiter les possibilités et l'efficacité des communications. LunaNet propose une approche réseau similaire à Internet sur Terre, où les utilisateurs maintiennent des connexions avec le plus grand réseau et n'ont pas besoin de planifier le transfert de données à l'avance.

Le réseau central de LunaNet est le réseau tolérant aux retards/perturbations (DTN), qui garantit que les données circulent en toute transparence sur le réseau et atteignent leur destination finale malgré les perturbations potentielles du signal. En cas de perturbation entre deux nœuds LunaNet, DTN permet aux nœuds de stocker des données jusqu'à ce que le chemin devienne clair.

La navigation

Pour la navigation lunaire, l'approche LunaNet offre une indépendance opérationnelle par rapport au traitement des données sur Terre tout en maintenant une haute précision. L'architecture fournira aux missions un accès aux mesures clés nécessaires au fonctionnement du système de détermination de l'orbite et de guidage embarqué, ou le positionnement en surface. Les missions utilisant les services de navigation LunaNet auraient tout ce dont elles ont besoin pour une navigation autonome sur la Lune, que ce soit en surface ou en orbite.

"LunaNet fournira un nouveau paradigme pour la navigation indépendante de la Terre, garantir que les missions en équipage et robotisées peuvent déterminer rapidement et avec précision leurs emplacements et les transmettre à leurs systèmes de planification, " a déclaré Cheryl Gramling, Chef adjoint de la technologie de la Division de l'ingénierie des missions et de l'analyse des systèmes.

Détection et information

Les services de détection et d'information LunaNet fournissent des alertes et d'autres informations critiques aux utilisateurs. Cette capacité et des capacités similaires amélioreront considérablement la connaissance de la situation des astronautes, les vagabonds, et d'autres actifs sur la surface lunaire.

Par exemple, LunaNet utilisera des instruments de météorologie spatiale qui détectent une activité solaire potentiellement dangereuse pour avertir directement les utilisateurs, plutôt que d'attendre les instructions pour le faire des gestionnaires de réseau sur Terre. Ces alertes seront similaires à celles que les humains reçoivent sur leurs smartphones en cas de conditions météorologiques dangereuses.

Les services de détection et d'information LunaNet comprendront également une capacité de recherche et de sauvetage lunaire, ou LunaSAR. LunaSAR s'appuie sur l'expertise du bureau de recherche et de sauvetage de la NASA, qui a longtemps développé des technologies pour la recherche et le sauvetage terrestres.

« La sécurité et le bien-être des astronautes sont au cœur des préoccupations des missions Artemis, " a déclaré Cody Kelly, Chargé de mission du bureau de recherche et de sauvetage pour les affaires nationales. "En utilisant les services de navigation de LunaNet, LunaSAR fournira des données de localisation aux balises de détresse de la NASA en cas d'urgence."

Services scientifiques

Les services scientifiques de LunaNet fourniront aux nœuds la possibilité d'effectuer des mesures au profit des chercheurs sur Terre en utilisant leurs liaisons de communication optique radio et infrarouge. Le réseau de nœuds pourrait fournir des opportunités d'observations de base de la Lune, des mesures fréquentes qui fournissent une étude complète de l'environnement lunaire au fil du temps. En outre, le placement de nœuds permettra une observation régionale ou globale de la Lune, offrant aux scientifiques l'accès aux données lunaires sur de grandes échelles spatiales.

Les antennes LunaNet peuvent également être utilisées dans des applications telles que la radioastronomie, où les antennes regardent profondément dans l'espace à la recherche d'émissions radio provenant d'objets célestes distants. Ces capacités fourniront aux scientifiques une nouvelle plate-forme pour tester de nouvelles théories sur les sciences spatiales et faire progresser les connaissances scientifiques.

Spécifications d'interopérabilité Lunanet

Le mois dernier, l'équipe LunaNet a publié un projet de spécifications d'interopérabilité comme point de départ pour des discussions techniques entre les experts de l'industrie et des gouvernements du monde entier. L'objectif est un ensemble de normes qui peuvent permettre une ouverture, évoluant, architecture coopérative de communication et de navigation lunaire.

"Artemis est une entreprise collaborative, s'appuyer sur le monde universitaire, entreprises aérospatiales commerciales, et la communauté internationale. LunaNet n'est pas différent, " dit Jaime Esper, qui a aidé à diriger l'élaboration du projet de spécifications d'interopérabilité. "Ensemble, nous espérons définir une architecture robuste qui puisse répondre aux besoins et aux désirs du plus large éventail possible de missions d'utilisateurs et de prestataires de services."

Fond de Lunanet

LunaNet a commencé sa vie au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland avec une équipe interfonctionnelle de réseautage, la navigation, science, et des experts en ingénierie des systèmes s'appuyant sur des activités antérieures de la NASA et internationales. De cette fondation, des experts de toute l'agence se sont réunis pour affiner la proposition et développer des projets de normes d'interopérabilité, et LunaNet est maintenant dirigé depuis le bureau du programme de communications et de navigation spatiales (SCaN).

"LunaNet est une opportunité passionnante pour l'équipe de communication et de navigation de la NASA et la communauté scientifique et d'exploration en général, " a déclaré Dave Israël, architecte en communication chez Goddard. "Ensemble, nous affinons une approche de pointe qui répondra aux besoins des missions lunaires pour de nombreuses décennies à venir."