Запуск небольшого спутника способствует экспериментам в области связи и международному сотрудничеству

В темном утреннем небе 21 марта над летной базой НАСА на острове Уоллопс на побережье Вирджинии ракета Rocket Lab Electron доставила документ Национального разведывательного управления (NRO), включающий три совместные исследовательские миссии на низкую околоземную орбиту, включая последний фрагмент. отечественной космической техники Военно-морской аспирантуры (НПС).

Миссия Mola CubeSat, запущенная в космос на борту NROL-123, под руководством доцентов доктора Веншеля Лана, главного исследователя, и доктора Джованни Минелли, соведущего исследователя из Академической группы космических систем (SSAG) NPS, включает в себя два полезных груза. эксперименты, созданные NPS — терагерцовая камера формирования изображения (TIC) и светодиодная полезная нагрузка на орбите (LOOP) — и радиопередатчик, созданный подразделением оборонной науки и технологий Новой Зеландии.

Доцент кафедры физики NPS Фабио Алвес вместе с доцентом Драго Грбовичем и почетным профессором Гамани Карунасири возглавляют усилия по развитию TIC и лежащих в его основе технологий. С 2018 года сотрудничество в кампусе NPS между Лабораторией сенсорных исследований и Лабораторией малых спутников позволило преподавателям и студентам разработать серию летных полезных нагрузок для демонстрации этой передовой технологии.

LOOP, построенный доктором философии. кандидата в майоры Корпуса морской пехоты США Диллона Пирса, является первым шагом на пути к возможностям оптического слежения и связи.

Долгосрочные усилия направлены на продвижение исследований NPS в области оптической связи в открытом космосе для CubeSat и небольших спутников с использованием узконаправленных оптических лазеров для повышения скорости и безопасности связи на низкой околоземной орбите (LEO), избегая при этом перегруженных радиочастот.

Первоначальный эксперимент с LOOP заключается в визуальном наблюдении за сверхяркими светодиодами на спутнике. В конечном итоге планируется отслеживать LOOP с помощью 70-сантиметрового оптического терминального телескопа, расположенного на крыше Спанагель-холла NPS.

«Миссия НПС состоит в том, чтобы обучать наших воинов-ученых, и Мола, безусловно, продолжит достигать этой цели», — сказал Лан.

«За последние несколько лет мы интегрировали это исследование в курсовую работу по космическим системам, чтобы студенты могли работать с реальным космическим оборудованием в рамках своей обычной учебной программы в дополнение к дипломным исследованиям. У нас также был большой опыт работы с нашими Five Eyes. партнерами, и это дало нам возможность сотрудничать с нашими коллегами в кампусе».

Полезная нагрузка Mola напрямую поддерживается сетью управления и контроля Mobile CubeSat (MC3) NPS, проектом, спонсируемым Министерством обороны, который начался в 2011 году на NPS.

За прошедшие годы SSAG наладила партнерские отношения с девятью другими объектами слежения, что привело к созданию общественной сети наземных станций для малых спутников, или SmallSats, спонсируемой правительством США. В их число входят три других обслуживающих университета Министерства обороны США, гражданские учреждения, отраслевые партнеры и правительственные учреждения по всей стране, работающие в рамках распределенной операционной сети, которые разделяют обязанности по отслеживанию через параллельные наземные станции.

Проект MC3 способствует важному сотрудничеству Five Eyes (FVEY), разведывательного альянса Австралии, Канады, Новой Зеландии, Великобритании и США. Эти страны являются участниками договора о совместном сотрудничестве в области радиоразведки, и сеть MC3 планирует в конечном итоге сотрудничать с Международной сетью управления и контроля малых спутников FVEY (ISC2N).

По случайности Минелли и научный сотрудник факультета SSAG Алекс Саваттоне оказались в Окленде, Новая Зеландия, на запуске NROL-123.

«Мы находимся в Окленде для личной встречи в поддержку программы FVEY. Запуск Mola стал для нас удачным, поскольку одна из главных целей Mola — продемонстрировать связь с наземными станциями FVEY», — сказал Минелли.

Первые несколько часов после запуска Молы были напряженными и захватывающими, поскольку команда пыталась установить связь со спутником. И это сработало очень хорошо.

«Команда, возглавляемая доктором Веншелем Ланом и доктором Джио Минелли, получила данные от CubeSat при первом проходе после его развертывания», — сказал доктор Джим Ньюман, председатель SSAG.

Это может показаться простым, но это не так, поскольку необходимо выполнить множество процедурных шагов, как только ракета «Электрон» развернет свою полезную нагрузку на низкой околоземной орбите (НОО).

«Когда космический корабль будет катапультирован, он включится сам», — объяснил Минелли перед запуском. «Он включит свой GPS-приемник, чтобы определить свое положение. Его звездный трекер будет фотографировать звезды, определяя ориентацию спутника на основе предварительно загруженной звездной карты. Если уровень заряда батареи достаточен, спутник затем включит свои реактивные колеса. и попытаться стабилизировать себя, повернув солнечные панели к солнцу».

Эмоции во время запуска и развертывания «Молы» были несколько напряженными, так как годы напряженной работы как студентов, так и исследователей накапливались до того момента, когда спутник пролетел над АПЛ, готовый попытаться выйти на связь примерно через 90 минут после запуска.

«Это был долгий путь — изначально мы написали официальный документ, описывающий эту концепцию, в 2019 году. В конце концов мы получили финансирование, справились с пандемией и создали ее», — сказал Минелли. «Мы очень маленькая команда, и многие из нас участвуют в такой миссии. Каждый член команды и студент внесли значительный вклад, иначе это не сработало бы».

Практическое обучение студентов на основе опыта было основным приоритетом SSAG с момента ее создания в 1982 году. Этот последний запуск основан на первом набеге NPS на запуск спутников в космос. Еще в 1990-х годах доктор Руди Панхольцер, долгое время возглавлявший SSAG, руководил проектированием, разработкой, созданием и запуском PANSAT, или миниатюрного любительского военно-морского спутника. Программа поддержала более 50 степеней магистра и обучила многих других.

PANSAT был развернут с космического корабля «Дискавери» на STS-95 в 1998 году, в том же полете, в котором участвовал бывший астронавт проекта «Меркурий» и сенатор США Джон Гленн, и его результаты превзошли все ожидания. При сроке службы батареи и работе бортовых систем около 36 месяцев PANSAT оставался на связи с наземными станциями АЭС почти восемь лет!

Команда SSAG запустила полезную нагрузку на космический челнок, несколько CubeSat, небольшие спутники и инновационные технологии развертывания CubeSat. И Mola и будущие проекты теперь готовы продолжать развивать эту важную историю полетов.

По словам Лана, эта история в прошлом и в будущем будет способствовать обучению военно-морской деятельности — разработке доступных космических средств, которые не только предоставят студентам возможность обучения, но также продемонстрируют масштабируемые технологии для военно-морских и оборонных операций в космосе.

«Одна из наших целей для SSAG — иметь спутники, которыми студенты смогут управлять для изучения операций с космическими кораблями», — сказал Лан. «У нас уже так много студентов внесли свой вклад в Mola, и следующие несколько групп продолжат пожинать плоды».

Военно-морские возможности в морской сфере все больше зависят от эффективных знаний и навыков, таких как те, которые преподаются в NPS, для развертывания и эксплуатации систем в космической сфере.

«NPS предоставляет своего рода практический опыт обучения с непосредственным применением в миссиях, которым наш министр военно-морских сил Карлос Дель Торо сам воспользовался, когда был студентом NPS Space Systems, и мы намерены продолжать предлагать нашим студентам такие возможности в будущее», — сказал Ньюман.

Информация от: Военно-морской аспирантурой.