Les ingénieurs de Wallops prévoient de tester une nouvelle technologie avionique - appelée communications de charge utile distribuée - qui donnerait aux scientifiques une capacité jamais offerte auparavant dans la recherche basée sur les fusées-sondes. Ils sont illustrés ici avec les composants de la technologie. De gauche à droite (première rangée) :Brian Banks, Taylor Vert, Steve Bundick, Josh Yacobucci, et Cathy Hesh; (dernier rang, de gauche à droite) :Christian Amey, Scott Hesh, Chris Lewis, et Alex Coleman. Crédit :NASA/Berit Bland
Les ingénieurs de la NASA prévoient de tester une nouvelle technologie avionique - les communications de charge utile distribuée - qui donneraient aux scientifiques une capacité jamais offerte auparavant dans la recherche basée sur les fusées-sondes.
Avec une telle technologie, les fusées-sondes pourraient déployer plusieurs sous-charges utiles de la taille d'une canette de soda à différentes altitudes où leurs instruments miniaturisés embarqués pourraient recueillir des mesures multipoints. Un récepteur radio de communication de charge utile répartie situé sur la charge utile principale rassemblerait alors les données des sous-charges utiles et les multiplexerait en un flux de données qu'il transmettrait aux stations au sol situées en dessous.
Cette capacité développée au Wallops Flight Facility de la NASA en Virginie simplifierait la collecte de données et le suivi de la charge utile, et permettre aux scientifiques d'étudier simultanément plusieurs régions de l'espace, ce qu'ils ne peuvent pas faire avec la technologie actuelle des fusées-sondes.
"Actuellement, la plupart des fusées-sondes collectent des données à partir d'un seul point, " dit Cathy Hesh, le chef de projet Wallops à la tête de l'effort de développement technologique. "Nos scientifiques en veulent plus."
Charge utile SubTEC-8
La capacité n'est que l'une des nombreuses à être testées au cours d'une mission de démonstration technologique connue sous le nom de Suborbital Technology Carrier-8, ou SubTEC-8, une cartouche de charge utile que les ingénieurs de Wallops ont développée pour aider les technologies émergentes à mûrir. SubTec-8 sera intégré à une fusée-sonde Terrier-Improved Malemute, qui sera lancé depuis la zone d'essai Wallops en Virginie le 17 octobre.
"Nous avons pris un ensemble diversifié d'ingénieurs Wallops pour assembler ce système, " Hesh a dit. " C'est vraiment une technologie habilitante, une technologie que nous n'avons jamais été capable de faire auparavant. C'est vraiment excitant."
Une équipe d'ingénieurs de Wallops Flight Facility publiera ces sous-charges utiles instrumentées pour démontrer la technologie de communication de la charge utile distribuée. Les appareils devraient collecter et transmettre environ quatre minutes de données avant de retourner dans l'atmosphère. Crédit :NASA/Scott Hesh
Similaire à AZURE
Le concept est de nature similaire à celui lancé en avril depuis le centre spatial norvégien d'Andøya. Au cours de cette mission, appelé AZURE, abréviation de Auroral Zone Upwelling Rocket Experiment, deux fusées-sondes Black Brant XI-A ont déployé plusieurs traceurs de gaz visibles contenant des ingrédients similaires à ceux trouvés dans les feux d'artifice. Les mélanges ont créé des nuages colorés qui ont permis aux chercheurs de suivre le flux de particules neutres et chargées dans le vent auroral via la photographie au sol et la triangulation des positions des nuages à chaque instant en trois dimensions.
Mais la démonstration SubTEC fera passer la technologie au niveau supérieur, dit Hesh.
"La mission AZURE a volé le même facteur de forme de sous-charge utile, mais il ne portait qu'une ampoule traçante. Il n'avait pas l'avionique de télémétrie que nous avons développée pour ces communications de charges utiles distribuées, " elle a dit, ajoutant que ces technologies, comprenant un récepteur radio, une antenne de sous-charge utile ne dépassant pas un quart, émetteurs miniaturisés, et un système de distribution d'énergie très efficace, ont été développés en partie avec le financement du programme interne de recherche et développement au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland.
Moins de deux minutes après le décollage de la fusée, Hesh a déclaré que les portes de lancement s'ouvriraient. Un mécanisme de lancement à base de fusée déploiera deux sous-charges utiles équipées d'instruments fournis par l'université. Ces sous-charges utiles se déplaceront à environ 200 milles par seconde jusqu'à une position à environ 12 milles de la charge utile principale. Pendant leur vol, ils mesureront divers phénomènes physiques dans la haute atmosphère terrestre.
Quelques secondes plus tard, les mécanismes de libération à ressort déploieront deux sous-charges supplémentaires, également équipé d'instruments fournis par un autre chercheur universitaire. Voyageant à environ 10 milles à l'heure jusqu'à une position située à environ deux milles de la charge utile principale, ces instruments étudieront le plasma d'ions thermiques.
Une fois les sous-charges éjectées, ils commenceront à collecter et à transmettre leurs données au récepteur de charge utile principal à un débit d'environ un mégabit par seconde, Hesh a dit, l'ajout des sous-charges utiles devrait obtenir environ quatre minutes de données avant de réintégrer l'atmosphère. Suite à la publication des sous-charges utiles, le récepteur sur la charge utile principale transmettra les données compilées à une station de télémétrie ci-dessous.
Nuages colorés formés par la libération des vapeurs des deux fusées AZURE, qui a permis aux scientifiques de mesurer les vents auroraux. Le concept est similaire à la technologie de communication à charge utile distribuée qui sera démontrée lors de la prochaine mission de fusée-sonde SubTEC-8. Crédit :NASA/Lee Wingfield
Capacité de "changer la donne"
Les travaux visant à améliorer encore le système sont en cours, dit Hesh.
Dans le cadre d'un IRAD FY19, Les ingénieurs de Wallops Christian Amey et Brian Banks développent un émetteur sur mesure qui coûterait beaucoup moins cher que les émetteurs disponibles dans le commerce actuellement utilisés sur le système de communication à charge utile distribuée. "Finalement, nous aimerions qu'il soit possible de faire voler jusqu'à 16 à 20 de ces sous-charges utiles dans l'espace en même temps, " a déclaré Hesh. Réduire le coût des émetteurs rendrait cette technologie plus économique.
"C'est une priorité absolue pour le Sounding Rocket Program de la NASA, " elle a continué, se référant au système de communication global à charge utile distribuée. « Si mis en œuvre, ce serait une technologie qui changerait la donne à offrir à la communauté scientifique des fusées-sondes."
