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軌道に乗る:小さなレゴのようなモジュラー衛星

ちょうど1年前、SpaceXはロケットに相当するピエロ車を宇宙に送りました:ロケットは60小型衛星。それらの1つであるExciteの内部はさらに大きくなりました。実際には、他のサテライトで作られたサテライトであり、すべてのクローンは互いにクローンであり、すべて一緒に参加して連携することができました。これは、このような仕掛けの最初の宇宙でのテストの1つでしたが、今後数年間で、このモジュラーアプローチはますます多くのミッションに登場する可能性があります。

「小鳥」を作るNovaWurksと呼ばれる会社の好意で宇宙に飛び込みました。「ピグレット」のような接尾辞は、ささいなことを意味し、実際にこれらは14サットレットは標準の紙より小さく、厚さはわずか数インチです。そのサイズでさえ、彼らは衛星が必要とするすべてのものを供給します-地球と通信する方法、宇宙を移動する方法、データを処理する方法、および電源。打ち上げ前にカメラ、放射線センサー、またはコンピューター回路を接続し、パッケージ全体を宇宙に送ります。 NovaWurksがHISatと呼ぶ各サットレットは、他のサットレットと物理的に結合して、リソースを共有する1つの大きなユニットを形成することもできます。

この打ち上げ日には、リフトオフは絵のように完璧でした。ロケットが指定された高さまで上昇すると、エキサイトは軌道に入りました。すべてが良好であるように見え、ほとんどの付属機器と宇宙船自体が予想どおりに機能しました。しかし、Exciteは一部のデバイスにコマンドを送信できませんでした。宇宙船はいくつかのペイロードに接続するのに技術的な困難があり、サットレットに差し込まれた8つのペイロードのうち3つはグラウンドマスターの声を聞いたり従うことができませんでした。

それにもかかわらず、この失敗は非常に説得力のある道に沿って許容可能なバンプ。プラグアンドプレイサテライトは、スペースに転置されたKonmari方式のようなものです。費用がかからず、時間がかかりません。また、エンジニアがロジスティクスではなく機器に集中できるため、より多くの喜びが生まれます。 NASA、空軍、国立偵察局などの組織はすべて、彼らがそのタイプの喜びを好きと認識しており、この新しい技術を提供する契約とプログラムを汲み出している軌道に乗ると。そしてNovaWurksは、実際にアイデアを宇宙に持ち込んだ最初の企業の1つでした。

Darpa-国防総省の高度なR&D組織-は、モジュラーパーティがフェニックス。その目標の1つは、プログラムマネージャーのTodd Masterによると、小さな衛星を大きな衛星に結合できるかどうかを把握することでした。レゴのように並べます。ただし、単に一緒にスナップするのではなく、一緒にworkにします。 65で、代理店はNovaWurksとのビジネスを開始しました。プロジェクトのその部分の主要な請負業者。

サットレットの大きな約束は、サットレットがサポートする機器と、それらが果たす機能について不可知であるということです。それらは大量生産が可能であり、コストを削減し、軌道に送り込まれる各新しい機器にはまったく新しい衛星が必要であるという考えを打ち消します。代わりに、satlet(または05)カメラ、レーダーデバイス、電波探知機、赤外線センサー、またはデータプロセッサに必要なすべてを提供します。理論的には、リソースを再割り当てすることで、起動後にセットを修正することもできます。リンクされたサットレットのグループは、機能を共有し、変化するニーズに基づいて作業を調整できます。たとえば、バッテリーが不良セルになった場合、そのパートナーは支援することができます。

このアプローチにより、スペースへの送信がリスクを軽減し、開発者にとって潜在的に高速になります。ゼロからサテライト全体を構築する必要はありません。他の企業は、大量生産衛星プラットフォームを提供する予定です。しかし、それらのセットを1つの大きなシステムに接続し、すべての要素を一緒に再生できる他のユーザーはほとんどいません。その特定のピッチで、NovaWurksは約14ミリオンを獲得しましたDarpaドル、およびパートナーは、ペイロードを乗せるために共同でパーティーを募集しました。

そのうちの1つは、南カリフォルニア大学情報科学研究所のDavid Barnhart率いるコンピューティング実験Maestroでした。宇宙システムのチップとプロセッサは、電力制限と放射線に対処する必要性のために遅れています。 「プロセッサの特定のケースでは、放射線耐性が最も高かったプロセッサも、想像できる限り低速でした」とBarnhart氏は言います。彼の目標:15コアを持つプロセッサを実証する

エキサイトの打ち上げの一部であるという利点は、マエストロにとっては簡単でした。それは無料でした。 「欠点はすべて実験的なことです」と彼は付け加えます。実際、通信の不具合のため、Barnhartはデータを取得しませんでした。しかし、彼のチームは、ペイロードとソフトウェアの両方を構築して、コアが軌道上で動作していることを確認できることを知りました。

潜在的なのはR3Sでした。これは、航空会社の放射線労働者がどれだけの放射線に遭遇したかを理解することを目的としたNASAの機器です。 「彼らはR3Sをオンにすることはできませんでした」と、ラングレーリサーチセンターのスモールサットリーダーであるキャリーローデスは言います。しかし、彼女は、バーンハートのように、その結​​果を失いません。 「そもそもリスクの高いプロジェクトでした」と彼女は言います。 「私たちはそのようなリスクを負うべきです。」

米国連邦政府を運営する国立偵察局監視衛星も同様のアプローチを採用しており、エンジニアが機器を接続できる標準化された小さなシステムで遊んでいます。 NASAと同様に、この機関は歴史的に巨大な高価な衛星を打ち上げており、時々20年、彼らは内部に最新の最高のものを持っていない可能性があることを意味します。遠い軌道の問題を修正したり、打ち上げ前に設計を変更したりするための良い方法がないため、いくつかの非常に高価な衛星を送信すると、リスクテイクを抑えることができます。

In応答、および商業技術を活用するために、NROはで新しい「グリーンライト」プログラムを確立しました、開発者に宇宙で技術をテストするための迅速で安価な方法を提供するため。 NROは、人々が実験を続けることができる、カードのデッキのサイズである標準インターフェイスを作成しました。起動する前に、複数のインターフェースを積み重ねて、実験をスワップインまたはスワップアウトできます。スタックはリソースを複数の実験に分配できますが、HISatとは異なり、実際の衛星の本体にフックする必要があります。

宇宙の準備ができたと見なされた最初のGreenlighting実験の1つは石油およびガス産業で開発された四半期のサイズのプロセッサ。エネルギー抽出の厳しさを乗り切るために設計されたものが、どのように別の過酷な環境でうまくいくかを見ることでした。 Greenlightingは、将来の本格的な衛星で使用される可能性のある材料などのサブコンポーネントもテストできます。 2019の11月、Greenlightingは4つの実験を開始しました。

一方、NovaWurksのグリッチはビジネスを弱めたようには見えません。 9月、同社は衛星を製造するために衛星を使用するメーカーであるSaturnによって7桁の非公開金額で買収されました。

NovaWurksの衛星もアテナの鍵です。 NOAA、NASA、および空軍の宇宙およびミサイルシステムセンター間の共同プロジェクト。気候変動の研究の一環として、この取り組みは地球が反射して吸収する太陽エネルギーを測定し、衛星に取り付けられた非常に小さな望遠鏡で収集します。チームは望遠鏡自体を開発するだけで、望遠鏡をホストする車両を開発する必要がないため、以前よりも迅速かつ簡単に作業できます。アテナは、後でより大きく、より複雑なミッションに進む可能性のあるテクノロジーをテストします。

「迅速」は、技術面だけでなく、人間側からも重要です。彼らがロケットに乗る予定を立てる前に、何年も何年も地上で働きました。 1人のエンジニアが宇宙に行く何かに取り組むまでには長い時間がかかるかもしれませんし、そのプロジェクトが実際に打ち上げられるまでにはさらに長い時間があるかもしれません。 「若いエンジニアの一部は少し権利を奪われていました」とアテナのプロジェクトマネージャー、ミシェルガーンは言います。衛星インフラストラクチャを標準化し、それを小さく保つことは、エンジニアが数か月でスペースに対応できるようになり、大きなリスクを負うことを意味します。

NASAにとって、リスクを受け入れることに対する文化の変化はそれは、代理店が過去に運営してきた方法からのそのようなシフトだからです。しかし、NASAやNROのような他の宇宙の場所は、時折小さな野望を抱いても大丈夫だという考えに順応しており、目標を縮めたら、めちゃくちゃにしたり、実際にめちゃくちゃにしたりすることさえできます。おそらく、これらの機関は、ミッションは時々ミッションレットにすぎないという考えをすぐに受け入れることができるでしょう。


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