Avec Artemis, la NASA établira une présence à long terme sur la Lune, ouvrant plus que jamais la surface lunaire à l’exploration. Cette croissance de l’activité lunaire nécessitera des capacités de communication, de navigation et de mise en réseau nouvelles et plus puissantes. Le programme de communications et d’astronautique de la NASA (SCaN) a développé l’architecture LunaNet pour répondre à ces besoins.

LunaNet tirera parti de technologies de réseau innovantes, de normes et d’un cadre évolutif pour étendre rapidement les capacités du réseau sur la Lune. Ce cadre permettra à l’industrie, aux universités et aux partenaires internationaux de construire et d’exploiter les nœuds LunaNet aux côtés de la NASA. Ces nœuds fourniront quatre missions de service distinctes : la mise en réseau, la navigation, la détection et l’information, et les services de radio/science optique.

Réseaux

En règle générale, lorsque des missions sont lancées dans l’espace, leurs communications avec la Terre sont basées sur des liaisons préprogrammées avec un relais spatial ou une antenne au sol. Avec plusieurs voyages sur la Lune, s’appuyer sur des liaisons préprogrammées peut limiter les opportunités de connexion et l’efficacité. LunaNet propose une approche en réseau similaire à Internet sur Terre, dans laquelle les utilisateurs maintiennent des connexions avec le réseau plus vaste et n’ont pas besoin de planifier la transmission de données à l’avance.

La structure de réseau sous-jacente de LunaNet est le réseau à tolérance de retard/interruption (DTN), qui garantit que les données circulent en douceur sur le réseau et atteignent leur destination finale malgré les interruptions potentielles du signal. En cas de panne entre deux nœuds LunaNet, le DTN permet aux nœuds de stocker des données jusqu’à ce que le chemin soit libre.

Mobilité

Pour la navigation lunaire, l’approche LunaNet offre une indépendance opérationnelle par rapport au traitement des données terrestres tout en maintenant une grande précision. L’architecture fournira aux missions un accès aux mesures clés nécessaires pour déterminer les opérations du système d’orbite et de guidage, ou pour localiser des emplacements à la surface. Les missions utilisant les services de navigation de LunaNet auront tout ce dont elles ont besoin pour une navigation autonome sur la Lune, que ce soit en surface ou en orbite.

« LunaNet fournira un nouveau modèle de navigation indépendante de la Terre, garantissant que les missions habitées et robotiques peuvent déterminer rapidement et avec précision leurs emplacements et les intégrer à leurs systèmes de planification », a déclaré Sherrill Gramling, responsable associé de l’ingénierie de mission et de la technologie d’analyse des systèmes. classe.

Détection et information

Les services de détection et d’information de LunaNet fournissent des alertes et d’autres informations importantes aux utilisateurs. Ces capacités et des capacités similaires amélioreront considérablement la connaissance de la situation des astronautes, des rovers et d’autres actifs présents dans surface de la Lune.

Par exemple, LunaNet utilisera des instruments de météorologie spatiale qui détectent une activité solaire potentiellement dangereuse pour avertir directement les utilisateurs, plutôt que d’attendre les conseils des administrateurs de réseau sur Terre. Ces alertes seront similaires à celles que les humains reçoivent sur leurs smartphones en cas de conditions météorologiques dangereuses.

Les services de détection et d’information de LunaNet comprendront également une capacité de recherche et de sauvetage lunaire, ou LunaSAR. LunaSAR bénéficie de l’expertise du bureau de recherche et de sauvetage de la NASA, qui développe depuis longtemps des technologies de recherche et de sauvetage au sol.

« La sécurité et le bien-être des astronautes sont une préoccupation majeure pour les missions Artemis », a déclaré Cody Kelly, directeur du Bureau de recherche et de sauvetage pour les affaires nationales. « En utilisant les services de navigation de LunaNet, LunaSAR fournira des données de localisation aux balises de détresse de la NASA en cas d’urgence. »

services scientifiques

Les services scientifiques de LunaNet pour les nœuds permettront d’effectuer des mesures au profit des chercheurs au sol en utilisant des liaisons de communication optiques, radio et infrarouges. Le réseau de nœuds peut offrir des possibilités d’observations de base de la lune et des mesures fréquentes qui fournissent une étude complète de l’environnement lunaire au fil du temps. De plus, le placement des nœuds permettra des observations régionales ou mondiales de la Lune, permettant aux scientifiques d’accéder aux données lunaires à grande échelle spatiale.

Les antennes LunaNet peuvent également être utilisées dans des applications telles que la radioastronomie, où les antennes plongent dans l’espace à la recherche d’émissions radio provenant de corps célestes éloignés. Ces capacités fourniront aux scientifiques une nouvelle plate-forme pour tester de nouvelles théories sur les sciences spatiales et faire progresser les connaissances scientifiques.

Spécification d’interopérabilité Lunanet

Le mois dernier, l’équipe LunaNet a publié un projet de spécification d’interopérabilité comme point de départ des discussions techniques entre les experts de l’industrie et des gouvernements du monde entier. L’objectif est un ensemble de normes pouvant permettre une architecture de communication et de navigation ouverte, évolutive et collaborative.

« Artemis est une entreprise collaborative qui s’appuie sur les universités, les compagnies aériennes commerciales et la communauté internationale. LunaNet n’est pas différent », a déclaré Jaime Esper, qui a aidé à diriger le développement du projet de spécification d’interopérabilité. « Ensemble, nous espérons définir une architecture robuste qui peut répondre aux besoins et aux désirs du plus large éventail possible de tâches d’utilisateurs et de fournisseurs de services. »

Fond de Lunanet

LunaNet a vu le jour au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, avec une équipe interfonctionnelle d’experts en réseautage, navigation, science et ingénierie des systèmes s’appuyant sur les activités antérieures de la NASA et internationales. Sur cette base, des experts à l’échelle de l’agence se sont réunis pour affiner la proposition et développer des projets de normes d’interopérabilité, et LunaNet est maintenant dirigé par le bureau du programme de communications spatiales et de navigation (SCaN).

LunaNet est une opportunité passionnante pour la NASA et les connexions . Mobilité « L’équipe scientifique et la communauté de l’exploration en général », a déclaré Dave Israel, ingénieur en communication chez Goddard. « Ensemble, nous améliorons une approche de pointe qui répond aux besoins des missions lunaires pour de nombreuses décennies à venir. »