Een hybride computersysteem ontwikkeld in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland, is de ondersteunende technologie achter een ambitieus experiment dat een relatieve navigatie en autonoom docking-vermogen test dat bekend staat als Raven.

Ontwikkeld door de Satellite Servicing Projects Division, of SSPD, de module ter grootte van handbagage werd op 19 februari gelanceerd aan boord van SpaceX's Dragon-ruimtevaartuig, samen met andere experimenten die buiten het internationale ruimtestation zijn ingezet op een experimentpallet. Raaf is aan het testen en rijpen zichtbaar, infrarood- en lidar-sensoren en algoritmen voor machinevisie; de module brengt NASA een stap dichter bij het realiseren van de baanbrekende automatische pilootcapaciteit die de komende decennia op veel NASA-missies kan worden toegepast.

Sinds NASA's pre-Apollo-dagen, het bureau heeft met succes ruimtevaartuigen aangemeerd terwijl ze door de ruimte razen. Echter, bij alle operaties waren mensen betrokken die de bewegingen vanaf de grond orkestreerden. Het doel van Raven is om technologieën te ontwikkelen en te ontwikkelen die uiteindelijk de menselijke afhankelijkheid zullen verlichten en ruimtevaartuigen de mogelijkheid geven om elkaar in te halen en autonoom in realtime aan te meren.

"De Raven-module is uitgerust met technologie die de basis legt voor een relatief navigatiesysteem, " zei Goddard-directeur Christopher Scolese. "Wat sommigen misschien niet helemaal waarderen, is het feit dat de sensoren van Raven hun werk niet zouden kunnen doen zonder een andere zeer effectieve technologie genaamd SpaceCube. De SpaceCube-processor is de technologie achter de schermen die deze belangrijke demonstratie mogelijk maakt."

SpaceCube is een herconfigureerbare, zeer snel vluchtcomputerplatform dat Goddard-technologen voor het eerst demonstreerden tijdens een relatief navigatie-experiment op de Hubble Servicing Mission-4 in 2009. Tijdens het Raven-experiment, de "sensoren van de module dienen als de ogen. SpaceCube fungeert als de hersenen, data analyseren en componenten vertellen wat ze moeten doen, " zei Ben Reed, plaatsvervangend divisiedirecteur van SSPD. De "ogen" en het "brein" creëren samen de mogelijkheid van de automatische piloot.

Sinds de eerste ontwikkeling, SpaceCube is geëvolueerd tot een familie van vluchtcomputers die zich allemaal onderscheiden door hun rekensnelheid, die 10 tot 100 keer sneller is dan de veelgebruikte ruimtevaartprocessor - de RAD750. Hoewel de RAD750 immuun is voor de nadelige effecten van straling, het is traag en loopt vele generaties achter op de rekensnelheid van commerciële processors.

SpaceCube-processors bereiken hun data-crunching-vaardigheid omdat Goddard-technologen trouwden met stralingstolerante geïntegreerde schakelingen, die zijn geprogrammeerd om tegelijkertijd specifieke computertaken uit te voeren, met algoritmen die door straling veroorzaakte verstoringen in verzamelde gegevens detecteren en oplossen. Bijgevolg, deze hybride systemen zijn bijna net zo betrouwbaar als de RAD750, maar orden van grootte sneller, in staat om complexe berekeningen uit te voeren die ooit beperkt waren tot grondgebaseerde systemen.

Tijdens zijn verblijf van twee jaar op het ruimtestation, Raven zal inkomend en uitgaand ruimtestation ruimtevaartuig voelen, de gegevens die het "ziet" doorvoeren naar SpaceCube 2.0, een in de familie van SpaceCube-producten. SpaceCube voert vervolgens een reeks pose-algoritmen uit, of een reeks instructies, om de relatieve afstand tussen Raven en het ruimtevaartuig dat het volgt te meten.

Vervolgens, op basis van deze berekeningen SpaceCube 2.0 verzendt autonoom opdrachten die de Raven-module op zijn cardanische of aanwijssysteem draaien om de sensoren op het voertuig gericht te houden, terwijl je het blijft volgen. Terwijl dit allemaal gebeurt, NASA-operators op de grond volgen de technologieën van Raven, aandacht besteden aan hoe ze functioneren als een systeem en de nodige aanpassingen maken om Raven's tracking-mogelijkheden te vergroten.

"Het volgen van ruimtevaartuigen met dit systeem is alleen mogelijk omdat we SpaceCube hebben, " zei SSPD Avionics Technology Lead en SpaceCube Lead Engineer David Petrick, die prestigieuze prijzen heeft gewonnen voor zijn werk aan de processor. "Dit type operatie vereist snel computergebruik."

De fundamentele technologieën van Raven zullen worden toegepast op toekomstige missies. Bijvoorbeeld, Herstel-L, die ook SpaceCube 2.0 zal gebruiken, zal afspreken met, grijpen, tanken en verplaatsen van Landsat 7 wanneer het in 2020 wordt gelanceerd.

SpaceCube 2.0, echter, is niet de enige processor die nu aan het werk is op het externe experimentpallet van het ruimtestation, gesponsord door het ruimtetechnologieprogramma van het ministerie van Defensie.

SpaceCube 1.0 wordt gebruikt als communicatie-interface tussen de datadiensten van het ruimtestation en meerdere experimenten op de pallet. In aanvulling, een geminiaturiseerde versie van SpaceCube 2.0 - de SpaceCube Mini - voert twee experimenten uit van NASA en het Amerikaanse ministerie van Defensie. NASA test ook twee andere miniatuurcomputers, ontwikkeld met de Universiteit van Florida. Deze modellen zijn meestal uitgerust met commerciële onderdelen.