Электра (радио)

Electra , официально называемая Electra Proximity Link Payload , представляет собой телекоммуникационный пакет, который действует как ретранслятор связи и средство навигации для марсианских космических кораблей и марсоходов. ^[1]^[2]^[3] Использование такого реле увеличивает объем данных, которые можно вернуть, на два-три порядка.

Конечная цель Electra — достичь более высокого уровня системной интеграции, что позволит значительно снизить массу, мощность и размеры при меньших затратах для широкого класса космических аппаратов. ^[4]

Обзор

Орбитальные аппараты Mars Global Surveyor , Mars Odyssey и Mars Express несут первое поколение ретрансляционных УВЧ- полезных нагрузок. Опираясь на этот первоначальный опыт, НАСА разработало полезную нагрузку ретранслятора следующего поколения — Electra Proximity Link Payload, которая впервые полетела на марсианском разведывательном орбитальном аппарате в 2005 году . ^[1]

Использование орбитальных аппаратов Марса в качестве радиореле для увеличения возврата данных от марсоходов и других посадочных модулей снижает массу и мощность, необходимые наземным космическим кораблям для связи. ^[5] Особенностью является то, что он может активно регулировать скорость передачи данных во время сеанса связи: медленнее, когда орбитальный аппарат находится вблизи горизонта с точки зрения наземного робота, и быстрее, когда он находится над головой. ^[6] Чтобы построить ретрансляционную сеть экономически эффективно, НАСА включает полезную нагрузку ретрансляционной связи на каждый из своих научных орбитальных аппаратов. Миссии на Марс, запущенные после 2005 года, используют приемопередатчик Electra UHF для обеспечения любых потребностей в навигации, управлении и возврате данных, которые могут возникнуть у этих миссий. Прилетающий космический корабль сможет принимать эти сигналы и определять свое расстояние и скорость относительно Марса. Эта связь обеспечивает гораздо более точную навигацию. ^[2]

Когда посадочные модули и марсоходы НАСА благополучно приземляются на Марс, Electra может предоставить точные доплеровские данные, которые в сочетании с информацией о местоположении Mars Reconnaissance Orbiter могут точно определить местоположение посадочного модуля или марсохода на поверхности Марса. Electra также может обеспечить покрытие в диапазоне УВЧ для марсианских посадочных модулей и марсоходов на поверхности, используя свою антенну, направленную в надир (направленную прямо вниз на поверхность). Такое покрытие будет важно для высадки на Марс кораблей, у которых может не хватить радиомощности для прямой связи с Землей. ^[1]

Ключевые особенности

Трансивер , работающий под управлением бесплатной операционной системы RTEMS с открытым исходным кодом . ^[7]
(SDR) Electra Программно-определяемая радиосвязь обеспечивает гибкую платформу для развития возможностей ретрансляции. ^[3]
Полностью перепрограммируемое программное обеспечение / прошивка с использованием технологии программируемой вентильной матрицы (FPGA).
Протокол CCSDS Proximity-1 Space Link для функциональной и надежной передачи данных.
Работа с быстрой перестройкой частоты в диапазоне УВЧ (390–450 МГц ). ^[3]
Интегрированные услуги доплеровской навигации и синхронизации.
Скорость передачи данных до 1 Мбит/с ^[2]^: 8

Развертывания

Марсианский разведывательный орбитальный аппарат (УВЧ 2-го поколения, полезная нагрузка Electra Proximity Link) ^[3]
Марсианской научной лаборатории Модуль входа и спуска
- Curiosity Марсоход , использующий Electra-lite
MAVEN- орбиты
Орбитальный аппарат ExoMars Trace Gas от ESA , две радиостанции Electra ^[8]^[9]
InSight Посадочный модуль
Марсоход «Настойчивость» НАСА ^[10]

Предшественник

Mars Global Surveyor (полезная нагрузка УВЧ-реле 1-го поколения) ^[3]
2001 Mars Odyssey (полезная нагрузка реле УВЧ 1-го поколения) ^[3]
Mars Express (полезная нагрузка реле УВЧ 1-го поколения) ^[3]

См. также

Маленький транспондер для дальнего космоса

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с «Космические аппараты и приборы ТОиР: Электра» . НАСА . 22 ноября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 февраля 2022 г. Проверено 14 ноября 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Шир, Джим; Эдвардс, Чад (8 июля 2009 г.). «Марсианские телекоммуникации НАСА: развитие для удовлетворения потребностей роботов и людей» (PDF) . НАСА . Проверено 14 ноября 2013 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Эдвардс-младший, Чарльз Д.; Джедри, Томас С.; Шварцбаум, Эрик; Деверо, Энн С.; ДеПаула, Рамон; Дапор, Марк (2003). Полезная нагрузка Electra Proximity Link для ретрансляционной связи и навигации на Марсе . 54-й Международный астронавтический конгресс. 29 сентября – 3 октября 2003 г. Бремен, Германия. CiteSeerX 10.1.1.455.220 . doi : 10.2514/6.IAC-03-Q.3.a.06 .
^ Саториус, Эдгар; Джедри, Том; Белл, Дэвид; Деверо, Энн; Эли, Тодд; и др. (2006). «Радио Электра» (PDF) . В Хэмкинсе, Джон; Саймон, Марвин К. (ред.). Автономные программно-определяемые радиоприемники для применения в дальнем космосе . Серия «Глубокая космическая связь и навигация». НАСА/Лаборатория реактивного движения. Бибкод : 2006asdr.book.....H . Архивировано из оригинала (PDF) 3 октября 2006 года.
^ Вебстер, Гай (17 ноября 2006 г.). «Новейший марсианский орбитальный аппарат НАСА прошел испытания реле связи» . НАСА . Проверено 14 ноября 2013 г.
^ «Радио НАСА Electra для орбитального корабля с следами газа» . Европейское космическое агентство. 2 июля 2014 г.
^ Мортенсен, Дейл Дж.; Бишоп Дэниел В.; Челминс, Дэвид Т. (2012). Характеристики радиосвязи, определяемые космическим программным обеспечением для возможности повторного использования (PDF) . 30-я Международная конференция по спутниковым системам связи AIAA. 24–27 сентября 2012 г. Оттава, Канада. дои : 10.2514/6.2012-15124 . hdl : 2060/20120015492 . Архивировано из оригинала (PDF) 27 декабря 2016 года . Проверено 24 октября 2016 г.
^ Вебстер, Гай (2 июля 2014 г.). «Радио НАСА доставлено для европейского орбитального корабля Марса в 2016 году» . НАСА/Лаборатория реактивного движения . Проверено 22 апреля 2018 г.
^ Ормстон, Томас (18 октября 2016 г.). «Слушаю приземление инопланетянина» . Европейское космическое агентство.
^ Новак, Кейт С.; Кемпенаар, Джейсон Г.; Редмонд, Мэтью; Бхандари, Прадип (2015). Предварительный тепловой расчет поверхности марсохода Mars 2020 (PDF) . 45-я Международная конференция по экологическим системам. 12–16 июля 2015 г. Белвью, Вашингтон.

Дальнейшее чтение

Тейлор, Джим; Ли, Деннис К.; Шамбаяти, Шервин (сентябрь 2006 г.). Телекоммуникации Марсианского разведывательного орбитального аппарата (PDF) . Серия обзоров дизайна и производительности DESCANSO. НАСА/Лаборатория реактивного движения.
Вебстер, Гай; Нил-Джонс, Нэнси (28 февраля 2014 г.). «Радиорелейная система на контрольно-пропускном пункте корабля НАСА, направляющегося на Марс» . НАСА.
«Новейший марсианский орбитальный аппарат НАСА демонстрирует мастерство ретрансляции» . Университет Колорадо в Боулдере. 10 ноября 2014 г.

[MRO_comm-1] Jump up to: ^а ^б ^с «Космические аппараты и приборы ТОиР: Электра» . НАСА . 22 ноября 2007 г. Архивировано из оригинала 13 февраля 2022 г. Проверено 14 ноября 2013 г.

[Telecomm_2009-2] Jump up to: ^а ^б ^с Шир, Джим; Эдвардс, Чад (8 июля 2009 г.). «Марсианские телекоммуникации НАСА: развитие для удовлетворения потребностей роботов и людей» (PDF) . НАСА . Проверено 14 ноября 2013 г.

[EdwardsJr2003-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Эдвардс-младший, Чарльз Д.; Джедри, Томас С.; Шварцбаум, Эрик; Деверо, Энн С.; ДеПаула, Рамон; Дапор, Марк (2003). Полезная нагрузка Electra Proximity Link для ретрансляционной связи и навигации на Марсе . 54-й Международный астронавтический конгресс. 29 сентября – 3 октября 2003 г. Бремен, Германия. CiteSeerX 10.1.1.455.220 . doi : 10.2514/6.IAC-03-Q.3.a.06 .

[4] Саториус, Эдгар; Джедри, Том; Белл, Дэвид; Деверо, Энн; Эли, Тодд; и др. (2006). «Радио Электра» (PDF) . В Хэмкинсе, Джон; Саймон, Марвин К. (ред.). Автономные программно-определяемые радиоприемники для применения в дальнем космосе . Серия «Глубокая космическая связь и навигация». НАСА/Лаборатория реактивного движения. Бибкод : 2006asdr.book.....H . Архивировано из оригинала (PDF) 3 октября 2006 года.

[MRO_News_2006-5] Вебстер, Гай (17 ноября 2006 г.). «Новейший марсианский орбитальный аппарат НАСА прошел испытания реле связи» . НАСА . Проверено 14 ноября 2013 г.

[6] «Радио НАСА Electra для орбитального корабля с следами газа» . Европейское космическое агентство. 2 июля 2014 г.

[7] Мортенсен, Дейл Дж.; Бишоп Дэниел В.; Челминс, Дэвид Т. (2012). Характеристики радиосвязи, определяемые космическим программным обеспечением для возможности повторного использования (PDF) . 30-я Международная конференция по спутниковым системам связи AIAA. 24–27 сентября 2012 г. Оттава, Канада. дои : 10.2514/6.2012-15124 . hdl : 2060/20120015492 . Архивировано из оригинала (PDF) 27 декабря 2016 года . Проверено 24 октября 2016 г.

[8] Вебстер, Гай (2 июля 2014 г.). «Радио НАСА доставлено для европейского орбитального корабля Марса в 2016 году» . НАСА/Лаборатория реактивного движения . Проверено 22 апреля 2018 г.

[Listening-9] Ормстон, Томас (18 октября 2016 г.). «Слушаю приземление инопланетянина» . Европейское космическое агентство.

[10] Новак, Кейт С.; Кемпенаар, Джейсон Г.; Редмонд, Мэтью; Бхандари, Прадип (2015). Предварительный тепловой расчет поверхности марсохода Mars 2020 (PDF) . 45-я Международная конференция по экологическим системам. 12–16 июля 2015 г. Белвью, Вашингтон.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]