Wzmocnienie znaczenia Europy w cyberprzestrzeni Systemu Słonecznego: Inauguracyjne kroki, Księżyc
ESA podejmuje znaczący krok w kierunku realizacji Internetu Słonecznego (SSI) - ambitnej wizji możliwej dzięki globalnej współpracy. Na początku tego roku ESA uruchomiła działalność projektowania równoległego dla misji SSI Node-1, pierwszej na świecie misji mającej na celu wykazanie niezawodnego, rutynowego połączenia optycznego z Księżyca do Ziemi.
Przyszłość komunikacji w przestrzeni kosmicznej jest w tej chwili wyobrażana. Europejska Agencja Kosmiczna (ESA), wraz z międzynarodowymi partnerami, prowadzi drogę w kierunku Internetu Słonecznego, zaawansowanej sieci komunikacyjnej rozciągającej się od Ziemi do planet zewnętrznych, zapewniającej komunikację radiową i optyczną, a także usługi pozycjonowania, nawigacji i synchronizacji czasu (PNT).
Opierając się na programie Moonlight ESA, agencja ta proponuje program ASSIGN (Advancing Solar System Internet and GrouNd) na Zgromadzeniu Rady ESA na poziomie ministrów (CM25) w listopadzie.
ASSIGN ma na celu federację istniejących i planowanych sieci w zabezpieczoną i odporną interoperacyjną sieć sieci - Internet Słoneczny - dla misji ESA, jak również misji instytucjonalnych i komercyjnych, a także wspieranie konkurencyjności europejskiego przemysłu w jego realizacji i przyszłym wykorzystaniu.
Jak w przypadku innych ambitnych programów kosmicznych, Księżyc jest doskonałym krokiem w kierunku dalszego eksplorowania Marsa i całego Układu Słonecznego. SSI Node-1 ESA jest centralnym elementem ASSIGN. Ta proponowana misja ma na celu położenie fundamentów pod przyszłe połączenia optyczne, odporną i bezpieczną sieć międzyplanetarną oraz autonomiczną nawigację w głębokiej przestrzeni.
Celem misji będzie zaprezentowanie niezawodnych, rutynowych operacji linku trunkowego optycznego z orbitę Księżyca, a także stworzenie poligonu do testowania trzech kluczowych technologii zidentyfikowanych przez ESA w realizacji SSI:
Wstępny projekt misji został zakończony na początku tego roku w Centrum Projektowania Równoległego ESA w ESTEC, co wytyczyło jasną drogę do rozwoju ładunku użytecznego.
"Jesteśmy gotowi do przejścia do następnej fazy rozwoju" - mówi Felix Flentge, lider SSI w międzynarodowych organach normalizacyjnych i menedżer studiów SSI-Node-1. "Ładunek - lub jego części - mogą być wysyłane jako ładunki gościnne na inne misje lub jako część dedykowanej misji SmallSat".
Koncepcja SSI-Node 1 jest w pełni zgodna i skoordynowana z wizją Programu Moonlight ESA. Opiera się na koncepcjach opracowanych w ramach Moonlight i demonstruje ich ewolucję w większą wizję Księżyca w Układzie Słonecznym.
"Optyczna komunikacja w głębokiej przestrzeni jest kluczowa, ponieważ obiecuje przepustowość danych 10 do 100 razy większą niż obecne rozwiązania radiowe" - wyjaśnia Clemens Heese, szef technologii optycznych w ESA. "Połączenie tej technologii z tymi, które mamy dla komunikacji radiowej, jest niezbędne do przesyłania stale rosnących ilości danych generowanych przez misje badające wszechświat".
Projekt przewiduje terminal komunikacyjny laserowy o średnicy 13,5 cm, zdolny do przesyłania danych z prędkością do 5 Gbps. Ten szybki przekaźnik mógłby łączyć się z optyczną stacją naziemną na Ziemi lub geostacjonarnym węzłem rozszerzającym sieć HydRON, inną inicjatywę ESA budującą infrastrukturę optyczną w orbitach Ziemi.
W obecnych misjach kosmicznych, komunikacja opiera się na sztywnych, zaplanowanych z góry połączeniach punkt-punkt między statkami kosmicznymi a stacjami naziemnymi. Nawiązywane jest połączenie między centrum kontroli, określoną anteną i statkiem kosmicznym, dane są wysyłane w obie strony, a następnie połączenie jest aktywnie rozłączane. Chociaż takie podejście sprawdzało się przez wiele lat, obecnie wkraczamy w okres zwiększonych objętości danych, co prowadzi do zatorów, które można rozwiązać tylko poprzez wdrożenie bardziej dynamicznego i odpornego podejścia.
"Internet Słoneczny wymaga zmiany paradygmatu" - mówi Mehran Sarkarati, szef wydziału inżynierii stacji naziemnych ESA i menedżer programu ASSIGN. "Potrzebujemy komunikacji, która jest bezpieczna, elastyczna, autonomiczna i przede wszystkim odporna na zakłócenia, opóźnienia i wysokie latencje".
Aby to osiągnąć, ESA i jej partnerzy badają sieci odporne na zakłócenia (DTN) przy użyciu protokołu Bundle, umożliwiającego wymianę danych przez aktywa kosmiczne w bezpieczny i odporny sposób, podobnie jak Internet na Ziemi, ale bez wymogu jednoczesnego połączenia end-to-end. SSI Node-1 miałby być pierwszą misją ESA, która wprowadziłaby te technologie DTN w praktyce.
SSI nie tylko umożliwi bezpieczną i odporną komunikację w Układzie Słonecznym, ale także uwzględni dostarczanie usług pozycjonowania, nawigacji i synchronizacji czasu w swojej architekturze systemowej od samego początku, ponieważ te funkcje są głęboko ze sobą powiązane i kosztowne do wdrożenia oddzielnie w przestrzeni.
PNT i komunikacja są zależne od siebie: statki kosmiczne potrzebują precyzyjnego czasu, aby skoordynować komunikację i obliczyć okna kontaktowe, podczas gdy systemy PNT wymagają połączeń komunikacyjnych do synchronizacji czasu i dzielą dane lokalizacyjne. Integracja tych funkcji zwiększa efektywność, obniża koszty wdrożenia i poprawia odporność misji.
SSI Node-1 będzie zawierał kompleksowy ładunek nawigacyjny. Dodatkowo, misja pomoże poprawić dokładność księżycowego pomiaru czasu i ich zgodność z systemami opartymi na Ziemi.
Biorąc pod uwagę obecny krajobraz geopolityczny, bezpieczeństwo sieci i odporność stanowią strategiczny problem dla ESA i naszych państw członkowskich. ASSIGN otworzy drogę do rozwoju koncepcji i projektowania systemu odpornego i zabezpieczonego Internetu Słonecznego, aby była gotowa do stopniowego wdrożenia w CM28.
"Ambicja stojąca za Internetem Słonecznym jest zgodna ze Strategią ESA 2040" - mówi Mehran Sarkarati. "Odporna i bezpieczna komunikacja w przestrzeni kosmicznej jest strategicznym celem dla ESA i państw członkowskich".
Poza zwiększeniem zwrotu danych misji, planowany SSI ostatecznie zmniejszy koszty misji, umożliwi większą autonomię na pokładzie i zoptymalizuje wykorzystanie zasobów komunikacyjnych wśród dostawców. Kluczowe jest dla ESA i Europy, aby pozostać w czołówce tego międzynarodowego przedsięwzięcia i chronić interesy przemysłu europejskiego w jego wykorzystaniu, a tym samym korzyści ekonomiczne dla państw członkowskich.
Program ASSIGN jest wielodziałałową aktywnością ESA, kierowaną przez dyrekcję operacyjną (OPS) i opracowaną wspólnie z dyrekcjami komunikacji i zabezpieczeń (CSC) oraz nawigacji (NAV).
<br />Vielen Dank, dass Sie den Artikel gelesen haben! Beobachten Sie uns unter Google Nachrichten.
