NASA探空火箭技術(shù)可以同時進(jìn)行多點測量 這是有史以來的首個功能

NASA工程師計劃測試一種新的航空電子技術(shù)-分布式有效載荷通信-該技術(shù)將使科學(xué)家在探測基于火箭的研究中擁有前所未有的能力。

借助這種技術(shù)，探空火箭可以將多個汽水罐大小的子有效載荷部署到不同的高度，從而使機載微型儀器可以收集多點測量值。然后，位于主有效載荷上的分布式有效載荷通信無線電接收機將收集子有效載荷的數(shù)據(jù)，并將它們多路復(fù)用為一個數(shù)據(jù)流，然后將其傳輸?shù)较旅娴牡孛嬲尽?/p>

這種在弗吉尼亞州NASA的Wallops飛行設(shè)施中開發(fā)的功能將簡化數(shù)據(jù)收集和有效載荷跟蹤，并使科學(xué)家能夠同時研究太空中的多個區(qū)域，而這是當(dāng)前探空火箭技術(shù)無法做到的。

Wallops項目經(jīng)理Cathy Hesh領(lǐng)導(dǎo)了技術(shù)開發(fā)工作，他說：“目前，大多數(shù)探測火箭僅從一個點收集數(shù)據(jù)。” “我們的科學(xué)家想要更多。”

SubTEC-8有效載荷

該功能只是在稱為Suborbital Technology Carrier-8或SubTEC-8的技術(shù)演示任務(wù)中測試的幾種功能之一，這是Wallops工程師為幫助成熟的新興技術(shù)而開發(fā)的有效載荷罐。SubTec-8將被整合到改進(jìn)型的Malemute探空火箭上，該火箭將于10月17日在弗吉尼亞州的Wallops測試場發(fā)射。

赫什說：“我們聘請了各種各樣的Wallops工程師來將該系統(tǒng)組合在一起。” “這確實是一種啟用技術(shù)，這是我們之前從未能夠做到的技術(shù)。這確實令人興奮。”

Wallops飛行設(shè)施工程師團(tuán)隊將釋放這些儀器化的子有效載荷，以演示分布式有效載荷通信技術(shù)。設(shè)備應(yīng)在重新進(jìn)入大氣層之前收集并傳輸大約四分鐘的數(shù)據(jù)。圖片來源：NASA / Scott Hesh

類似于AZURE

該概念與四月份從挪威安德亞太空中心發(fā)射的概念相似。在名為“ AZURE”的任務(wù)期間，這是“極光區(qū)上升火箭實驗”的縮寫，兩架黑布蘭特XI-A探空火箭部署了多個可見氣體示蹤劑，其成分與煙花中所發(fā)現(xiàn)的相似。這些混合物產(chǎn)生了五顏六色的云，這使研究人員可以通過地面攝影和對云的瞬時位置進(jìn)行三維剖分來跟蹤極光中的中性粒子和帶電粒子的流動。

但希什說，SubTEC的演示會將技術(shù)提升到一個新的水平。

她說：“ ??AZURE任務(wù)飛行了相同的次有效載荷形式，但只攜帶了一個示蹤劑安瓿。它沒有我們?yōu)檫@些分布式有效載荷通信開發(fā)的遙測航空電子設(shè)備。”她補充說，這些技術(shù)，包括無線電接收機在馬里蘭州格林貝爾特的美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心內(nèi)部研究與開發(fā)計劃的資助下，開發(fā)了不大于四分之一的次有效載荷天線，小型發(fā)射機和高效的配電系統(tǒng)。

希什說，在火箭升空兩分鐘內(nèi)，發(fā)射門將打開?；诨鸺尼尫艡C制將部署兩個裝有大學(xué)提供的儀器的子有效載荷。這些子有效載荷將以每秒約200英里的速度行進(jìn)到距主要有效載荷約12英里的位置。在飛行過程中，他們將測量地球高層大氣中的各種物理現(xiàn)象。

幾秒鐘后，彈簧加載的釋放機構(gòu)將部署兩個額外的子有效載荷，這些子載荷還配備了另一位大學(xué)研究人員提供的儀器。這些儀器以每小時約10英里的速度行進(jìn)到距離主要有效載荷約2英里的位置，將研究熱離子等離子體。

Hesh說，一旦子有效載荷彈出，它們將開始以大約每秒1兆比特的速率收集并傳輸數(shù)據(jù)到主載荷接收器，并補充說，在重新進(jìn)入大氣層之前，子有效載荷應(yīng)獲得大約四分鐘的數(shù)據(jù)。子有效載荷釋放后，主有效載荷上的接收器會將編譯后的數(shù)據(jù)發(fā)送到下面的遙測站。

兩枚AZURE火箭釋放出的蒸氣形成了五顏六色的云彩，這使科學(xué)家能夠測量極光。該概念類似于分布式有效載荷通信技術(shù)，該技術(shù)將在即將進(jìn)行的SubTEC-8探空火箭任務(wù)中得到演示。圖片來源：NASA /李·溫菲爾德

“改變游戲規(guī)則”的能力

希什說，進(jìn)一步完善該系統(tǒng)的工作正在進(jìn)行中。

在19財年IRAD的資助下，Wallops工程師Christian Amey和Brian Banks正在開發(fā)一種定制的發(fā)射器，其價格將大大低于目前在分布式有效載荷通信系統(tǒng)上使用的商用發(fā)射器。希什說：“最終，我們希望有可能同時在太空中將多達(dá)16到20個次有效載荷飛行。” 降低發(fā)射機的成本將使這項技術(shù)更加經(jīng)濟。

她繼續(xù)說：“這是NASA探空火箭計劃的頭等大事。”她指的是整個分布式有效載荷通信系統(tǒng)。“如果實施的話，它將為轟動的火箭科學(xué)界提供改變游戲規(guī)則的技術(shù)。”