Een NASA-missie gepland voor lancering op vrijdag zal drie kleine satellieten in een lage baan om de aarde plaatsen, waar ze zullen demonstreren hoe satellieten elkaar kunnen volgen en met elkaar kunnen communiceren, het toneel vormen voor zwermen van duizenden kleine satellieten die kunnen samenwerken en autonoom kunnen werken.

Zach Manchester, een assistent-professor aan het Robotics Institute van Carnegie Mellon University en de hoofdonderzoeker van de missie, zei dat kleine satellieten de afgelopen 10 jaar in populariteit zijn gegroeid, aangezien sommige bedrijven al honderden in een baan om de aarde lanceren om taken uit te voeren zoals beeldvorming van de aarde en weersvoorspellingen.

Deze satellieten worden nu individueel vanaf de grond aangestuurd. Naarmate zwermen groter en geavanceerder worden, Manchester merkte op, ze zullen bijna als een enkele entiteit op commando's moeten reageren. De nieuwe missie, genaamd V-R3x, zal technologieën testen die dat mogelijk maken.

"Deze missie is een voorloper van meer geavanceerde zwermcapaciteiten en autonoom vliegen in formaties, ' zei Manchester.

NASA is ook geïnteresseerd in het gebruik van zwermen kleine satellieten buiten de aarde. Zwermen satellieten rond de maan, bijvoorbeeld, zou communicatie- en navigatiehulpmiddelen kunnen bieden voor verkenning van de maan, inclusief het Artemis-programma van NASA. Het is essentieel dat buitenaardse zwermen autonoom opereren, zei Manchester.

V-R3x, een door het NASA Small Spacecraft Technology-programma gefinancierde technologiedemonstratiemissie, wordt uitgevoerd door een kleine toegewijde groep ingenieurs bekend als Payload Accelerator for CubeSat Endeavours (PACE) in het Ames Research Center van NASA in Silicon Valley. De groep wil ontwerpen, ruimte-experimenten snel en kosteneffectiever ontwikkelen en vliegen.

V-R3x zal drie zogenaamde CubeSats in een lage baan om de aarde plaatsen. Deze gestandaardiseerde kubussen van 10 centimeter wegen elk ongeveer een kilogram en, eenmaal ingezet, zal een mesh-netwerk vormen, radiosignalen uitwisselen terwijl ze langzaam uit elkaar drijven over een periode van drie tot vier maanden.

De satellieten zullen ook worden uitgerust met speciale S-band radio's die geschikt zijn voor time-of-flight variërend. Dat is, ze kunnen meten hoe lang het duurt voordat een radiosignaal naar een andere satelliet reist en terugkaatst. De vliegtijd van dat signaal kan vervolgens worden gebruikt om de afstand tussen de twee satellieten binnen een halve meter te berekenen.

De drie satellieten worden gelanceerd aan boord van een SpaceX Falcon 9 vanaf Cape Canaveral, Florida. Als bewijs van de populariteit van kleine satellieten, deze vlucht zal een "rideshare" zijn die tientallen microsatellieten en nanosatellieten zal vervoeren voor een verscheidenheid aan commerciële en overheidsklanten.

Manchester, die afgelopen september bij CMU's Robotics Institute is gekomen, bedacht de missie terwijl hij een assistent-professor luchtvaart en ruimtevaart was aan de Stanford University. Zijn afgestudeerde student aan Stanford, Max Vakantie, deed veel van de CubeSat-constructie in zijn keuken vanwege de COVID-19-pandemie. Een CMU Ph.D. student robotica, Kevin Tracy, heeft software ontwikkeld voor het experiment.

"Het lijkt erop dat er hier een mooie toekomst ligt voor dit soort dingen, "Manchester zei over CMU, verwijzend naar twee CMU-maanrovers die nu in afwachting zijn van lanceringen en ander ruimtegerelateerd onderzoek dat aan de gang is aan de universiteit en in Pittsburgh.

Hoewel zijn eigen opleiding in de luchtvaart is - V-R3x is de derde ruimtemissie waarvoor hij als hoofdonderzoeker heeft gediend - benadrukte Manchester dat toetreding tot het Robotics Institute volkomen logisch is vanwege de overlap die bestaat met robotica.

"Ruimtevaartuigen zijn robots, te, " hij zei.

De V-R3x CubeSats zullen in een polaire baan worden geplaatst, wat betekent dat ze ongeveer twee keer per dag Pittsburgh passeren, 12 uur uit elkaar. Manchester zei dat hij hoopt een grondstation op CMU op te zetten om met de satellieten te communiceren. hoewel hij erkende dat geen van de grondstations die voor de missie worden gebruikt zoveel te doen hebben.

"De satellieten zullen ontwaken en autonoom hun ding doen, "legde hij uit. "We moeten er vooral voor zorgen dat we hun gegevens downloaden."