Après 10 mois en orbite, l'essaim de vaisseaux spatiaux Starling a démontré avec succès les objectifs clés de sa mission principale, ce qui représente des avancées significatives dans la capacité des configurations en essaim.
Des essaims de satellites pourraient un jour être utilisés dans l’exploration de l’espace lointain. Un réseau autonome de vaisseaux spatiaux pourrait naviguer automatiquement, gérer des expériences scientifiques et exécuter des manœuvres pour répondre aux changements environnementaux sans le fardeau de retards de communication importants entre l'essaim et la Terre.
"Le succès de la mission initiale de Starling représente une réalisation historique dans le développement de réseaux autonomes de petits engins spatiaux", a déclaré Roger Hunter, responsable du programme Small Spacecraft Technology de la NASA au centre de recherche Ames de la NASA, dans la Silicon Valley en Californie. "L'équipe a très bien réussi à atteindre nos objectifs et à s'adapter face aux défis."
L'expérience DSA (Distributed Spacecraft Autonomy), menée à bord de Starling, a démontré la capacité de l'essaim de vaisseaux spatiaux à optimiser la collecte de données à travers l'essaim. Les CubeSats ont analysé l'ionosphère terrestre en identifiant des phénomènes intéressants et en parvenant à un consensus entre chaque satellite sur une approche d'analyse.
En partageant le travail d'observation au sein d'un essaim, chaque vaisseau spatial peut « partager la charge » et observer différentes données ou travailler ensemble pour fournir une analyse plus approfondie, réduisant ainsi la charge de travail humaine et permettant au vaisseau spatial de fonctionner sans avoir besoin de nouvelles commandes envoyées depuis le sol.
Le succès de l'expérience signifie que Starling est le premier essaim à distribuer de manière autonome des informations et des données opérationnelles entre les vaisseaux spatiaux afin de générer des plans pour fonctionner plus efficacement, et la première démonstration d'un système de raisonnement embarqué entièrement distribué capable de réagir rapidement aux changements dans les observations scientifiques.
Un essaim de vaisseaux spatiaux a besoin d’un réseau pour communiquer entre eux. L'expérience Mobile Ad-hoc Network (MANET) a automatiquement établi un réseau dans l'espace, permettant à l'essaim de relayer des commandes et de transférer des données entre eux et le sol, ainsi que de partager des informations sur d'autres expériences en coopération.
L'équipe a atteint avec succès tous les objectifs de l'expérience MANET, y compris la démonstration du routage des commandes et des données vers l'un des vaisseaux spatiaux ayant des problèmes de communication espace-sol, un avantage précieux d'un essaim de vaisseaux spatiaux coopératifs.
"Le succès de MANET démontre la robustesse d'un essaim", a déclaré Howard Cannon, chef de projet Starling à la NASA Ames. "Par exemple, lorsque la radio est tombée en panne sur un vaisseau spatial de l'essaim, nous avons "chargé latéralement" le vaisseau spatial depuis une autre direction, envoyant des commandes, des mises à jour logicielles et d'autres informations vitales au vaisseau spatial depuis un autre membre de l'essaim."
Naviguer et opérer en relation les uns avec les autres et avec la planète est un élément important de la formation d’un essaim de vaisseaux spatiaux. Starling Formation-Flying Optical Experiment, ou StarFOX, utilise des traqueurs d'étoiles pour reconnaître un autre membre de l'essaim, un autre satellite ou des débris spatiaux à partir du champ d'étoiles de fond, puis estimer la position et la vitesse de chaque vaisseau spatial.
L'expérience est la toute première démonstration publiée de ce type de navigation en essaim, incluant la capacité de suivre simultanément plusieurs membres d'un essaim et la capacité de partager des observations entre les vaisseaux spatiaux, améliorant ainsi la précision lors de la détermination de l'orbite de chaque membre de l'essaim.
Vers la fin des opérations de la mission, l'essaim a été manœuvré dans une ellipse de sécurité passive, et dans cette formation, l'équipe StarFOX a pu franchir une étape révolutionnaire, démontrant la capacité d'estimer de manière autonome les orbites de l'essaim en utilisant uniquement des mesures inter-satellites du satellite. traqueurs d'étoiles de vaisseau spatial.
La capacité de planifier et d’exécuter des manœuvres avec une intervention humaine minimale est un élément important du développement d’essaims de satellites plus importants. La gestion autonome des trajectoires et des manœuvres de centaines ou de milliers de vaisseaux spatiaux permet de gagner du temps et de réduire la complexité.
Le système ROMEO (Reconfiguration and Orbit Maintenance Experiments Onboard) teste la planification et l'exécution des manœuvres à bord en estimant l'orbite du vaisseau spatial et en planifiant une manœuvre vers une nouvelle orbite souhaitée.
L'équipe d'expérimentation a démontré avec succès la capacité du système à déterminer et planifier un changement d'orbite et travaille à affiner le système pour réduire l'utilisation de propulseur et démontrer l'exécution des manœuvres. L'équipe continuera d'adapter et de développer le système tout au long de l'extension de la mission Starling.
Maintenant que les principaux objectifs de la mission Starling sont atteints, l'équipe va se lancer dans une extension de mission connue sous le nom de Starling 1.5, testant la coordination du trafic spatial en partenariat avec la constellation Starlink de SpaceX, qui dispose également de capacités de manœuvre autonomes. Le projet explorera comment les constellations exploitées par différents utilisateurs peuvent partager des informations via un hub terrestre pour éviter d'éventuelles collisions.
"Le partenariat de Starling avec SpaceX est la prochaine étape dans l'exploitation de grands réseaux d'engins spatiaux et dans la compréhension de la manière dont deux systèmes de manœuvre autonomes peuvent fonctionner en toute sécurité à proximité l'un de l'autre. Alors que le nombre d'engins spatiaux opérationnels augmente chaque année, nous devons apprendre à gérer le trafic orbital", " dit Hunter.
Fourni par la NASA
