Keberhasilan misi Starling menunjukkan potensi kawanan satelit dalam navigasi dan operasi otonom, membuka jalan bagi koordinasi lalu lintas ruang angkasa tingkat lanjut. Kredit: Teknologi Blue Canyon/NASA
Kawanan pesawat ruang angkasa Starling telah menyelesaikan misi utamanya, menunjukkan terobosan dalam operasi dan navigasi satelit otonom, menyiapkan panggung untuk manajemen lalu lintas ruang angkasa kolaboratif di masa depan dengan Luar AngkasaX.
Setelah sepuluh bulan berada di orbit, kawanan pesawat ruang angkasa Starling berhasil menunjukkan tujuan utama misi utamanya, yang menunjukkan pencapaian signifikan dalam kemampuan konfigurasi kawanan.
Kawanan satelit suatu hari nanti mungkin akan digunakan dalam eksplorasi luar angkasa. Jaringan pesawat ruang angkasa otonom dapat melakukan navigasi mandiri, mengelola eksperimen ilmiah, dan melakukan manuver untuk merespons perubahan lingkungan tanpa beban penundaan komunikasi yang signifikan antara kawanan tersebut dan Bumi.
“Keberhasilan misi awal Starling merupakan pencapaian penting dalam pengembangan jaringan otonom pesawat ruang angkasa kecil,” kata Roger Hunter, manajer program untuk NASAProgram Teknologi Pesawat Luar Angkasa Kecil di Pusat Penelitian Ames NASA di Lembah Silikon Kalifornia. “Tim telah sangat sukses dalam mencapai tujuan kami dan beradaptasi dalam menghadapi tantangan.”
Berbagi Pekerjaan
Eksperimen Distributed Spacecraft Autonomy (DSA), yang diterbangkan dengan Starling, menunjukkan kemampuan kawanan pesawat ruang angkasa untuk mengoptimalkan pengumpulan data di seluruh kawanan. CubeSat menganalisis ionosfer bumi dengan mengidentifikasi fenomena menarik dan mencapai konsensus antara setiap satelit mengenai pendekatan analisis.
Dengan berbagi pekerjaan observasi dalam satu kawanan, setiap pesawat ruang angkasa dapat “berbagi beban” dan mengamati data yang berbeda atau bekerja sama untuk memberikan analisis yang lebih mendalam, mengurangi beban kerja manusia, dan menjaga pesawat ruang angkasa tetap bekerja tanpa memerlukan perintah baru yang dikirim dari darat.
Keberhasilan percobaan ini berarti bahwa Starling adalah gerombolan pertama yang secara mandiri mendistribusikan informasi dan data operasi antar pesawat ruang angkasa untuk menghasilkan rencana agar bekerja lebih efisien, dan demonstrasi pertama dari sistem penalaran yang terdistribusi sepenuhnya yang mampu bereaksi dengan cepat terhadap perubahan dalam pengamatan ilmiah.
Empat pesawat ruang angkasa CubeSate yang membentuk kawanan Starling telah menunjukkan keberhasilan dalam operasi otonom, menyelesaikan semua tujuan misi utama. Kredit: NASA
Berkomunikasi di Seluruh Kawanan
Segerombolan pesawat ruang angkasa membutuhkan jaringan untuk berkomunikasi satu sama lain. Eksperimen Jaringan Ad-hoc Seluler (MANET) secara otomatis membentuk jaringan di luar angkasa, memungkinkan gerombolan tersebut menyampaikan perintah dan mentransfer data antara satu sama lain dan di darat, serta berbagi informasi tentang eksperimen lain secara kooperatif.
Tim berhasil menyelesaikan semua tujuan percobaan MANET, termasuk mendemonstrasikan perintah perutean dan data ke salah satu pesawat ruang angkasa yang mengalami masalah dengan komunikasi luar angkasa ke darat, sebuah manfaat berharga dari kawanan pesawat ruang angkasa yang kooperatif.
“Keberhasilan MANET menunjukkan ketangguhan kawanan burung,” kata Howard Cannon, manajer proyek Starling di NASA Ames. “Contohnya, saat radio mati di satu kawanan pesawat ruang angkasa, kami ‘memuat’ pesawat ruang angkasa tersebut dari arah lain, mengirimkan perintah, pembaruan perangkat lunak, dan informasi penting lainnya ke pesawat ruang angkasa dari anggota kawanan lainnya.”
Navigasi Kawanan Otonom
Menavigasi dan beroperasi dalam hubungannya satu sama lain dan planet ini merupakan bagian penting dalam pembentukan segerombolan pesawat ruang angkasa. Eksperimen Optik Terbang Formasi Jalak, atau StarFOX, menggunakan pelacak bintang untuk mengenali sesama anggota gerombolan, satelit lain, atau puing-puing ruang angkasa dari latar belakang bintang, kemudian memperkirakan posisi dan kecepatan setiap pesawat ruang angkasa.
Percobaan ini adalah demonstrasi pertama yang dipublikasikan mengenai jenis navigasi gerombolan ini, termasuk kemampuan untuk melacak beberapa anggota kawanan secara bersamaan dan kemampuan untuk berbagi pengamatan antar pesawat ruang angkasa, sehingga meningkatkan ketepatan saat menentukan orbit masing-masing anggota kawanan.
Menjelang akhir operasi misi, kawanan tersebut bermanuver menjadi elips keselamatan pasif, dan dalam formasi ini, tim StarFOX mampu mencapai tonggak sejarah yang inovatif, menunjukkan kemampuan untuk memperkirakan orbit kawanan secara mandiri hanya dengan menggunakan pengukuran antar-satelit dari satelit. pelacak bintang pesawat ruang angkasa.
Mengelola Manuver Kawanan
Kemampuan untuk merencanakan dan melaksanakan manuver dengan intervensi manusia yang minimal merupakan bagian penting dalam pengembangan kawanan satelit yang lebih besar. Mengelola lintasan dan manuver ratusan atau ribuan pesawat ruang angkasa secara mandiri menghemat waktu dan mengurangi kompleksitas.
Sistem Reconfiguration and Orbit Maintenance Experiments Onboard (ROMEO) menguji perencanaan dan pelaksanaan manuver di dalam pesawat dengan memperkirakan orbit pesawat ruang angkasa dan merencanakan manuver ke orbit baru yang diinginkan.
Tim eksperimen telah berhasil mendemonstrasikan kemampuan sistem untuk menentukan dan merencanakan perubahan orbit dan berupaya menyempurnakan sistem untuk mengurangi penggunaan propelan dan mendemonstrasikan pelaksanaan manuver. Tim akan terus beradaptasi dan mengembangkan sistem sepanjang perluasan misi Starling.
Berkerumun Bersama
Setelah tujuan misi utama Starling selesai, tim akan memulai perluasan misi yang dikenal sebagai Starling 1.5, menguji koordinasi lalu lintas ruang angkasa dalam kemitraan dengan konstelasi Starlink SpaceX, yang juga memiliki kemampuan manuver otonom. Proyek ini akan mengeksplorasi bagaimana konstelasi yang dioperasikan oleh pengguna berbeda dapat berbagi informasi melalui hub darat untuk menghindari potensi tabrakan.
“Kemitraan Starling dengan SpaceX adalah langkah selanjutnya dalam mengoperasikan jaringan pesawat ruang angkasa yang besar dan memahami bagaimana dua sistem manuver otonom dapat beroperasi dengan aman dalam jarak yang berdekatan satu sama lain. Ketika jumlah pesawat ruang angkasa yang beroperasi meningkat setiap tahun, kita harus belajar bagaimana mengatur lalu lintas orbit,” kata Hunter.
Program Teknologi Pesawat Luar Angkasa Kecil NASA, yang berbasis di Ames dan dalam Direktorat Misi Teknologi Luar Angkasa (STMD) NASA, mendanai dan mengelola misi Starling. Blue Canyon Technologies merancang dan memproduksi bus pesawat ruang angkasa dan menyediakan dukungan operasi misi. Rocket Lab USA, Inc. menyediakan layanan peluncuran dan integrasi. Mitra yang mendukung eksperimen muatan Starling termasuk Lab Rendezvous Luar Angkasa Universitas Stanford di Stanford, California, York Space Systems (sebelumnya Emergent Space Technologies) di Denver, Colorado, CesiumAstro di Austin, Texas, L3Harris Technologies, Inc., di Melbourne, Florida. Dukungan pendanaan untuk eksperimen DSA disediakan oleh program Game Changing Development NASA dalam STMD. Mitra yang mendukung perluasan misi Starling termasuk SpaceX dari Hawthorne, California, program Analisis Risiko Penilaian Konjungsi (CARA) NASA, dan Departemen Perdagangan. SpaceX mengelola konstelasi satelit Starlink dan sistem darat Penghindaran Tabrakan.
