Dirigée par les professeurs de recherche associés, le Dr Wenschel Lan, chercheur principal, et le Dr Giovanni Minelli, co-chercheur principal, du Space Systems Academic Group (SSAG) du NPS, la mission Mola CubeSat lancée dans l'espace à bord du NROL-123 comprend deux charges utiles. des expériences construites par NPS – une caméra d'imagerie térahertz (TIC) et une charge utile LED en orbite (LOOP) – et un émetteur radio construit par l'unité des sciences et technologies de la défense de Nouvelle-Zélande.

Fabio Alves, professeur agrégé au département de physique du NPS, ainsi que le professeur agrégé Drago Grbovic et le professeur émérite Gamani Karunasiri, ont dirigé les efforts visant à faire progresser le TIC et la technologie qui le sous-tend. Depuis 2018, une collaboration sur le campus NPS entre le Sensor Research Lab et le Small Satellite Lab a permis aux professeurs et aux étudiants de développer une série de charges utiles de vol pour démontrer cette technologie de pointe.

Le LOOP, construit par Ph.D. Le candidat major du Corps des Marines des États-Unis, Dillon Pierce, est la première étape vers une capacité de suivi et de communication optique.

Cet effort à long terme vise à faire progresser la recherche NPS sur les communications optiques en espace libre pour les CubeSats et les petits satellites, en utilisant des lasers optiques hautement directionnels pour augmenter la vitesse et la sécurité des communications en orbite terrestre basse (LEO) tout en évitant les fréquences radio encombrées.

La première expérience avec LOOP consiste à observer visuellement les LED ultra-lumineuses du satellite. Il est prévu de suivre à terme LOOP avec un télescope terminal optique de 70 centimètres basé sur le toit du Spanagel Hall du NPS.

"La mission du NPS est d'éduquer nos guerriers-érudits, et Mola continuera certainement à atteindre cet objectif", a déclaré Lan.

« Au cours des dernières années, nous avons intégré cette recherche dans les cours sur les systèmes spatiaux afin que les étudiants puissent travailler avec du matériel de vol spatial réel dans le cadre de leur programme régulier en plus de la recherche de thèse. Nous avons également eu une grande expérience de travail avec notre équipe Five Eyes. partenaires, et cela nous a également donné l'occasion de collaborer avec nos collègues du campus."

Les charges utiles de Mola sont directement prises en charge par le réseau Mobile CubeSat Command and Control (MC3) du NPS, un effort parrainé par le ministère de la Défense qui a débuté en 2011 au NPS.

Au fil des années, le SSAG a développé des partenariats avec neuf autres installations de suivi, conduisant à un réseau communautaire de stations au sol parrainé par le gouvernement américain pour les petits satellites, ou SmallSats. Il s'agit notamment de trois autres universités du ministère de la Défense, d'institutions civiles, de partenaires industriels et d'agences gouvernementales à travers le pays, travaillant au sein d'un réseau d'opérations distribuées qui partagent les responsabilités de suivi via des stations au sol parallèles.

Le projet MC3 contribue à une importante relation de collaboration des Five Eyes (FVEY), une alliance de renseignement entre l'Australie, le Canada, la Nouvelle-Zélande, le Royaume-Uni et les États-Unis. Ces pays sont parties à un traité de coopération conjointe en matière de renseignement électromagnétique, et le réseau MC3 prévoit de collaborer à terme avec le réseau international de commande et de contrôle FVEY SmallSat (ISC2N).

Par hasard, Minelli et Alex Savattone, associé du corps professoral SSAG pour la recherche, étaient à Auckland, en Nouvelle-Zélande, pour le lancement du NROL-123.

"Nous sommes à Auckland pour une réunion en face-à-face pour soutenir le programme FVEY. Le lancement de Mola était une coïncidence pour nous car l'un des principaux objectifs de Mola est de démontrer les communications avec les stations au sol FVEY", a déclaré Minelli.

Les premières heures après le lancement de Mola ont été intenses et passionnantes, alors que l'équipe cherchait à établir des communications avec le satellite. Et ça a très bien fonctionné.

"L'équipe, dirigée par le Dr Wenschel Lan et le Dr Gio Minelli, a acquis les données du CubeSat lors du premier passage après le déploiement", a déclaré le Dr Jim Newman, président du SSAG.

Cela peut paraître simple, mais ce n'est pas le cas, avec de nombreuses étapes procédurales qui ont dû être complétées une fois que la fusée Electron a déployé ses charges utiles en orbite terrestre basse (LEO).

"Lorsque le vaisseau spatial sera éjecté, il se remettra en marche", a expliqué Minelli avant le lancement. "Il allumera son récepteur GPS pour déterminer sa position. Son suiveur d'étoiles prendra des photos des étoiles, déterminant l'orientation du satellite sur la base d'une carte des étoiles préchargée. Si les niveaux de batterie sont suffisants, le satellite allumera alors ses roues de réaction. et tenter de se stabiliser, avec ses panneaux solaires face au soleil."

Les émotions lors du lancement et du déploiement de Mola étaient quelque peu tendues, car les années de travail acharné des étudiants et des chercheurs s'étaient accumulées jusqu'au moment où le satellite est passé au-dessus du NPS, prêt à essayer de communiquer environ 90 minutes après le lancement.

« Cela a été un long chemin :nous avons initialement rédigé le livre blanc décrivant ce concept en 2019. Finalement, nous avons obtenu un financement, traversé la pandémie et l'avons construit », a déclaré Minelli. "Nous sommes une très petite équipe et nous sommes nombreux à participer à une mission comme celle-ci. Chaque membre de l'équipe et chaque étudiant a contribué de manière significative, sinon cela ne fonctionnerait pas."

L'apprentissage pratique et expérientiel des étudiants est une priorité essentielle du SSAG depuis sa création en 1982. Ce dernier lancement s'appuie sur la première incursion du NPS dans le lancement de satellites dans l'espace. Dans les années 1990, le Dr Rudy Panholzer, président de longue date du SSAG, a dirigé la conception, le développement, la construction et le lancement de PANSAT, ou Petit Amateur Navy Satellite. Le programme a soutenu plus de 50 diplômes de maîtrise et en a formé de nombreux autres.

PANSAT a été déployé depuis la navette spatiale Discovery sur STS-95 en 1998, le même vol qui comprenait l'ancien astronaute du projet Mercury et sénateur américain John Glenn, et ses performances ont dépassé toutes les attentes. Avec une autonomie de batterie et des systèmes embarqués estimés à fonctionner pendant environ 36 mois, PANSAT est resté en communication avec les stations au sol NPS pendant près de huit ans !

L'équipe SSAG a lancé des charges utiles sur la navette spatiale, plusieurs CubeSats, de petits satellites et des technologies innovantes de déploiement de CubeSat. Et Mola et les projets futurs sont désormais prêts à continuer à s'appuyer sur cet important historique de vol.

Selon Lan, cette histoire a soutenu dans le passé et soutiendra à l'avenir un apprentissage pertinent dans le domaine naval, en développant des actifs spatiaux abordables qui constituent non seulement des opportunités d'apprentissage pour les étudiants, mais qui démontreront également des technologies évolutives pour les opérations navales et de défense dans l'espace. P>

"L'un de nos objectifs pour le SSAG est de disposer de satellites que les étudiants peuvent utiliser pour apprendre à utiliser des engins spatiaux", a déclaré Lan. "Tant d'étudiants ont déjà contribué à Mola, et les prochaines cohortes continueront d'en récolter les bénéfices."

Les capacités navales dans le domaine maritime dépendent de plus en plus de connaissances et de compétences efficaces, telles que celles enseignées au NPS, pour déployer et exploiter des systèmes dans le domaine spatial.

"NPS offre le genre d'expérience d'apprentissage pratique avec une application directe à la mission dont notre secrétaire de la Marine, Carlos Del Toro, a bénéficié lui-même lorsqu'il était étudiant au NPS Space Systems, et nous avons l'intention de continuer à offrir à nos étudiants de telles opportunités dans l'avenir", a déclaré Newman.