Electra , formalmente llamado Electra Proximity Link Payload , es un paquete de telecomunicaciones que actúa como un relé de comunicaciones y ayuda a la navegación para las naves espaciales y los rovers de Marte . [1] [2] [3] El uso de un relé de este tipo aumenta la cantidad de datos que se pueden devolver en dos o tres órdenes de magnitud.
El objetivo final de Electra es lograr un mayor nivel de integración del sistema, lo que permite reducciones significativas de masa, potencia y tamaño, a un costo menor, para una amplia clase de naves espaciales. [4]
Descripción general
Los orbitadores Mars Global Surveyor , Mars Odyssey y Mars Express llevan la primera generación de cargas útiles de retransmisión UHF . Sobre la base de esta experiencia inicial, la NASA desarrolló una carga útil de retransmisión de próxima generación, la carga útil de enlace de proximidad Electra, que voló por primera vez en el Mars Reconnaissance Orbiter 2005 . [1]
El uso de orbitadores de Marte como transmisores de radio para aumentar el retorno de datos de los rovers y otros módulos de aterrizaje reduce la masa y la potencia que la nave espacial de superficie necesita para las comunicaciones. [5] Una característica especial es que puede ajustar activamente la velocidad de datos durante una sesión de comunicación: más lento cuando el orbitador está cerca del horizonte desde la perspectiva del robot de superficie, más rápido cuando está sobre su cabeza. [6] Para construir la red de retransmisiones de forma rentable, la NASA incluye una carga útil de comunicaciones de retransmisión en cada uno de sus orbitadores científicos. Las misiones a Marte lanzadas después de 2005 utilizan el transceptor UHF de Electra para satisfacer cualquier necesidad de navegación, comando y retorno de datos que puedan tener estas misiones. La nave espacial que llega puede recibir estas señales y determinar su distancia y velocidad en relación con Marte. Esta comunicación permite una navegación mucho más precisa. [2]
Cuando Landers y Rovers de la NASA tierra de forma segura en Marte, Electra puede proporcionar datos Doppler precisas que, cuando se combina con MRO 's información de posición, puede determinar con precisión la ubicación del módulo de aterrizaje o móvil en la superficie de Marte. Electra también puede proporcionar cobertura UHF a los módulos de aterrizaje y exploradores de Marte en la superficie utilizando su antena en el nadir (apuntando directamente hacia la superficie). Esta cobertura sería importante para las naves aterrizadas en Marte que podrían no tener suficiente potencia de radio para comunicarse directamente con la Tierra por sí mismas. [1]
Caracteristicas clave
- Transceptor que ejecuta el sistema operativo RTEMS de código abierto gratuito . [7]
- La radio definida por software (SDR) de Electra proporciona una plataforma flexible para la evolución de las capacidades de retransmisión. [3]
- Funcionalidad de software / firmware totalmente reprogramable mediante el uso de tecnología de matriz de puerta programable en campo (FPGA).
- Protocolo de enlace espacial CCSDS Proximity-1 para una transferencia de datos confiable e interoperable.
- Operación de frecuencia ágil en la banda UHF (390–450 MHz ). [3]
- Servicios integrados de navegación y cronometraje Doppler.
- Velocidades de datos de hasta 1 Mbit / s [2] : 8
Despliegues
- Mars Reconnaissance Orbiter (UHF de segunda generación, la carga útil de enlace de proximidad de Electra) [3]
- Módulo de entrada y descenso del Laboratorio de Ciencias de Marte
- Rover Curiosity que usa el Electra-lite
- Orbitador MAVEN
- ExoMars Trace Gas Orbiter de la ESA , dos radios Electra [8] [9]
- Módulo de aterrizaje InSight
- Perseverance rover de la NASA [10]
Predecesor
- Mars Global Surveyor (carga útil de relé UHF de primera generación) [3]
- 2001 Mars Odyssey (carga útil de relé UHF de primera generación) [3]
- Mars Express (carga útil de relé UHF de primera generación) [3]
Ver también
- Transpondedor de espacio profundo pequeño
Referencias
- ^ a b c "Instrumentos y naves espaciales MRO: Electra" . NASA . 22 de noviembre de 2007 . Consultado el 14 de noviembre de 2013 .
- ^ a b c Schier, Jim; Edwards, Chad (8 de julio de 2009). "Telecomunicaciones de Marte de la NASA: evolucionando para satisfacer las necesidades de misiones robóticas y humanas" (PDF) . NASA . Consultado el 14 de noviembre de 2013 .
- ^ a b c d e f g Edwards, Jr., Charles D .; Jedrey, Thomas C .; Schwartzbaum, Eric; Devereaux, Ann S .; DePaula, Ramon; Dapore, Mark (2003). La carga útil de enlace de proximidad de Electra para las telecomunicaciones y la navegación del relé de Marte . 54º Congreso Astronáutico Internacional. 29 de septiembre a 3 de octubre de 2003. Bremen, Alemania. CiteSeerX 10.1.1.455.220 . doi : 10.2514 / 6.IAC-03-Q.3.a.06 .
- ^ Satorius, Edgar; Jedrey, Tom; Bell, David; Devereaux, Ann; Ely, Todd; et al. (2006). "La Radio Electra" (PDF) . En Hamkins, Jon; Simon, Marvin K. (eds.). Receptores de radio autónomos definidos por software para aplicaciones en el espacio lejano . Serie de comunicaciones y navegación en el espacio profundo. NASA / Laboratorio de propulsión a chorro. Bibcode : 2006asdr.book ..... H . Archivado desde el original (PDF) el 3 de octubre de 2006.
- ^ Webster, Guy (17 de noviembre de 2006). "El orbitador de Marte más nuevo de la NASA pasa la prueba del relé de comunicaciones" . NASA . Consultado el 14 de noviembre de 2013 .
- ^ "Radio Electra de la NASA para el orbitador de gases traza" . Agencia Espacial Europea. 2 de julio de 2014.
- ^ Mortensen, Dale J .; Obispo, Daniel W .; Chelmins, David T. (2012). Caracterización de radio definida por software espacial para permitir la reutilización (PDF) . 30ª Conferencia Internacional de Sistemas de Comunicaciones por Satélite de la AIAA. 24 a 27 de septiembre de 2012. Ottawa, Canadá. doi : 10.2514 / 6.2012-15124 . Archivado desde el original (PDF) el 27 de diciembre de 2016 . Consultado el 24 de octubre de 2016 .
- ^ Webster, Guy (2 de julio de 2014). "Radio de la NASA entregada para Mars Orbiter 2016 de Europa" . NASA / JPL . Consultado el 22 de abril de 2018 .
- ^ Ormston, Thomas (18 de octubre de 2016). "Escuchando un aterrizaje alienígena" . Agencia Espacial Europea.
- ^ Novak, Keith S .; Kempenaar, Jason G .; Redmond, Matthew; Bhandari, Pradeep (2015). Diseño térmico de superficie preliminar del Mars 2020 Rover (PDF) . 45ª Conferencia Internacional de Sistemas Ambientales. 12-16 de julio de 2015. Bellevue, Washington.
Otras lecturas
- Taylor, Jim; Lee, Dennis K .; Shambayati, Shervin (septiembre de 2006). Telecomunicaciones de Mars Reconnaissance Orbiter (PDF) . Serie de resumen de diseño y rendimiento de DESCANSO. NASA / Laboratorio de propulsión a chorro.
- Webster, Guy; Neal-Jones, Nancy (28 de febrero de 2014). "Relay Radio on Mars-Bound NASA Craft Passes Checkout" . NASA.
- "El más nuevo orbitador de Marte de la NASA demuestra destreza de retransmisión" . Universidad de Colorado Boulder. 10 de noviembre de 2014.