LunaNet:赋予Artemis通信和导航互操作性

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月球网

通过“阿耳忒弥斯”,美国宇航局将在月球建立长期存在,比以往任何时候都开放更多的月球表面探索。

月球活动的增长将需要新的、更强大的通信、导航和网络能力。NASA的空间通信和导航(SCaN)计划开发了LunaNet体系结构来满足这些需求。

LunaNet将利用创新的网络技术、标准和可扩展框架,在月球上快速扩展网络功能。该框架将允许工业界、学术界和国际合作伙伴与NASA一起构建和运行LunaNet节点。这些节点将为任务提供四种不同的服务:联网、导航、探测和信息以及无线电/光学科学服务。

LunaNet服务

网络

通常情况下,当任务发射到太空时,它们与地球的通信依赖于预先与空间中继或地面天线的连接。由于有多个登月任务,对预定连接的依赖可能会限制通信机会和效率。LunaNet提供了一种类似于地球上的互联网的网络方式,用户可以与更大的网络保持连接,而不需要提前安排数据传输。

LunaNet的核心网络框架是延迟/中断容忍网络(DTN),它确保数据在网络中无缝流动,并在潜在信号中断的情况下到达最终目的地。如果两个LunaNet节点之间发生中断,DTN将使节点能够存储数据,直到路径变得清晰。

航行

对于月球导航,LunaNet方法提供了独立于地球上的数据处理的操作,同时保持了很高的精度。该体系结构将为机载轨道确定和制导系统操作或地面定位提供必要的关键测量。使用LunaNet导航服务的任务将拥有在月球上自主导航所需的一切,无论是在月球表面还是在轨道上。

“LunaNet将为独立于地球的导航提供一个新的范例,确保载人和机器人任务可以快速、准确地确定他们的位置,并将其转发给他们的规划系统,”任务工程和系统分析部门技术副主任Cheryl Gramling说。

检测和信息

LunaNet检测和信息服务向用户提供警报和其他重要信息。这种和类似的能力将极大地增强宇航员、漫游者和月球表面其他资产的态势感知能力。

例如,LunaNet将使用探测潜在危险太阳活动的空间气象仪器直接警告用户,而不是等待地球上的网络管理人员的指示。这些警报将类似于人们在危险天气时在手机上发出的警报。

LunaNet探测和信息服务还将包括月球搜索和救援能力,即LunaSAR。LunaSAR利用了美国宇航局搜索救援办公室的专业知识,该办公室长期以来一直在开发地面搜索救援技术。

“宇航员的安全和福祉是阿耳特弥斯任务的关键关注点,”国家事务搜救办公室任务经理科迪·凯利(Cody Kelly)说。“使用LunaNet的导航服务,LunaSAR将在紧急情况下向NASA遇险信标提供位置数据。”

科学服务

LunaNet科学服务将为节点提供使用其无线电和红外光通信链路进行测量的机会,以造福于地球上的研究人员。节点网络可以为月球的基线观测提供机会,频繁的测量可以提供对月球环境随时间变化的全面研究。此外,节点的放置将允许对月球进行区域或全球观测,使科学家能够在大空间尺度上访问月球数据。

LunaNet天线也可用于射电天文学等应用中,在射电天文学中,天线可以深入太空寻找来自遥远天体的无线电发射。这些能力将为科学家提供一个新的平台,以测试有关空间科学的新理论,并推进科学知识。

LunaNet互操作性规范

上个月,LunaNet团队发布了互操作性规范草案作为来自世界各地的行业和政府专家进行技术讨论的起点。其目标是制定一套标准,使月球通信和导航体系能够开放、发展、合作。

帮助制定互操作性规范草案的Jaime Esper说:“Artemis是一项协作性工作,依靠学术界、商业航空公司和国际社会。LunaNet也不例外。”。“我们希望共同定义一个健壮的体系结构,能够满足尽可能多的用户任务和服务提供商的需求和愿望。”

LunaNet背景

LunaNet在马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)成立,由网络、导航、科学和系统工程专家组成的跨职能团队建立在此前NASA和国际活动的基础上。从这个基金会开始,全机构的专家们聚集在一起,完善提案并制定互操作性标准草案,LunaNet现在正由空间通信和导航(SCaN)计划办公室领导。

“LunaNet对于NASA通信和导航团队以及整个科学和探索社区来说是一个令人兴奋的机会,”戈达德通信架构师Dave Israel说。“我们正在一起完善一种尖端方法,以满足未来几十年的月球任务的需要。”

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