अपने बीच बात करें, एक ही पृष्ठ पर जाएं, और काम पूरा करने के लिए एक साथ काम करें! यह “पेप टॉक” मोटे तौर पर वर्णन करता है कि नासा की नई तकनीक सैटेलाइट स्वार्म्स के भीतर कैसे काम करती है। यह तकनीक, जिसे वितरित अंतरिक्ष यान स्वायत्तता (डीएसए) कहा जाता है, व्यक्तिगत अंतरिक्ष यान को सामान्य लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए एक -दूसरे के साथ सहयोग करते हुए स्वतंत्र निर्णय लेने की अनुमति देता है – सभी मानव इनपुट के बिना।
नासा के शोधकर्ताओं ने हासिल किया है एजेंसी के डीएसए परियोजना के हिस्से के रूप में इस तरह की झुंड तकनीक के परीक्षणों में कई पहले। कैलिफोर्निया के सिलिकॉन वैली में नासा के एम्स रिसर्च सेंटर में प्रबंधित, डीएसए परियोजना भविष्य के स्वायत्त, वितरित और बुद्धिमान झुंडों के लिए महत्वपूर्ण सॉफ्टवेयर टूल विकसित करती है, जिन्हें जटिल मिशन उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए एक दूसरे के साथ बातचीत करने की आवश्यकता होगी।
नासा एम्स के डीएसए प्रोजेक्ट मैनेजर कालेब एडम्स ने कहा, “वितरित अंतरिक्ष यान स्वायत्तता तकनीक बहुत ही अनोखी है।” “सॉफ्टवेयर सैटेलाइट झुंड को विज्ञान के उद्देश्य और इसे पूरा करने के लिए ‘स्मार्ट’ प्रदान करता है।”
क्या हैं वितरित अंतरिक्ष मिशन?
वितरित अंतरिक्ष मिशन मिशन लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए कई अंतरिक्ष यान के बीच बातचीत पर निर्भर करते हैं। इस तरह के मिशन शोधकर्ताओं को बेहतर डेटा प्रदान कर सकते हैं और महत्वपूर्ण अंतरिक्ष यान प्रणालियों की निरंतर उपलब्धता सुनिश्चित कर सकते हैं।
आमतौर पर, झुंडों में अंतरिक्ष यान को व्यक्तिगत रूप से जमीन पर मिशन ऑपरेटरों द्वारा कमान और नियंत्रित किया जाता है। चूंकि अंतरिक्ष यान की संख्या और उनके कार्यों की जटिलता नए नक्षत्र मिशन डिजाइनों को पूरा करने के लिए बढ़ती है, व्यक्तिगत अंतरिक्ष यान का “हैंड्स-ऑन” प्रबंधन अयोग्य हो जाता है।
अंतरिक्ष यान के एक समूह में स्वायत्तता का वितरण अंतरिक्ष यान के सभी अंतरिक्ष यान के लिए एक झुंड में निर्णय लेने की अनुमति देता है और व्यक्तिगत अंतरिक्ष यान विफलताओं के लिए प्रतिरोधी है।
डीएसए टीम ने दो मुख्य प्रयासों के माध्यम से एडवांस्ड स्वार्म तकनीक को उन्नत किया: छोटे अंतरिक्ष यान के लिए सॉफ्टवेयर का विकास जो नासा के दौरान अंतरिक्ष में प्रदर्शित किया गया था मैना मिशन, जिसमें चार क्यूबसैट उपग्रह शामिल थे, जो न्यूनतम मानव संचालन के साथ स्वायत्त सहयोग और संचालन का परीक्षण करने के लिए एक झुंड के रूप में काम कर रहे थे, और एक आभासी चंद्र कक्षा में एक नकली अंतरिक्ष यान झुंड के एक स्केलेबिलिटी अध्ययन।
कम पृथ्वी की कक्षा में डीएसए के साथ प्रयोग करना
टीम ने स्टारलिंग को एक चुनौतीपूर्ण नौकरी दी: पृथ्वी का एक तेज़-तर्रार अध्ययन योण क्षेत्र – जहां पृथ्वी का वायुमंडल अंतरिक्ष से मिलता है – विज्ञान टिप्पणियों को सहयोग और अनुकूलन करने की क्षमता को दिखाने के लिए। झुंड ने फैसला किया कि ग्राउंड ऑपरेटरों से कोई पूर्व-प्रोग्राम किए गए विज्ञान अवलोकनों के साथ विज्ञान को क्या करना है।
एडम्स ने कहा, “हमने अंतरिक्ष यान को नहीं बताया कि उनका विज्ञान कैसे करना है।” “डीएसए टीम ने पता लगाया कि प्रयोग के पूरा होने के बाद ही साइंस स्टारलिंग ने क्या किया। यह पहले कभी नहीं किया गया है और यह बहुत रोमांचक है! ”
डीएसए ऑनबोर्ड स्टारलिंग की उपलब्धियों में कई स्पेसक्राफ्ट का पहला पूरी तरह से वितरित स्वायत्त संचालन शामिल है, कई अंतरिक्ष यान के बीच स्थिति की जानकारी को स्वायत्त रूप से साझा करने के लिए स्पेस-टू-स्पेस संचार का पहला उपयोग, पूरी तरह से वितरित प्रतिक्रियाशील संचालन का पहला प्रदर्शन कई अंतरिक्ष यान, पहला, पहला एक अंतरिक्ष यान पर एक सामान्य-प्रयोजन स्वचालित तर्क प्रणाली का उपयोग, और कई अंतरिक्ष यान पर पूरी तरह से वितरित स्वचालित नियोजन का पहला उपयोग।
प्रदर्शन के दौरान, जो अगस्त 2023 और मई 2024 के बीच हुआ था, स्टारलिंग के झुंड के अंतरिक्ष यान को जीपीएस सिग्नल प्राप्त हुए जो आयनोस्फीयर से गुजरते हैं और दिलचस्प – अक्सर क्षणभंगुर – अक्सर झुंड पर ध्यान केंद्रित करने के लिए सुविधाओं को प्रकट करते हैं। क्योंकि अंतरिक्ष यान लगातार एक -दूसरे के सापेक्ष स्थिति को बदल देता है, जीपीएस उपग्रह और आयनोस्फेरिक वातावरण, उन्हें कार्य पर रहने के लिए तेजी से जानकारी का आदान -प्रदान करने की आवश्यकता थी।
प्रत्येक स्टारलिंग उपग्रह ने व्यक्तिगत रूप से अपने सर्वोत्तम परिणामों का विश्लेषण किया और काम किया। जब नई जानकारी प्रत्येक अंतरिक्ष यान तक पहुंच गई, तो नए अवलोकन और कार्य योजनाओं का विश्लेषण किया गया, लगातार बदलते स्थितियों के लिए झुंड को जल्दी से अनुकूलित करने में सक्षम बनाया गया।
एडम्स ने कहा, “पहले पूरी तरह से स्वायत्त वितरित अंतरिक्ष मिशन को प्रदर्शित करने के परियोजना लक्ष्य तक पहुंचना डीएसए टीम के वितरित स्वायत्तता सॉफ्टवेयर के विकास द्वारा संभव बनाया गया था, जिसने अंतरिक्ष यान को एक साथ काम करने की अनुमति दी थी,” एडम्स ने जारी रखा।
आभासी चंद्र कक्षा में झुंड को स्केल करना
डीएसए ग्राउंड-आधारित स्केलेबिलिटी अध्ययन एक सिमुलेशन था जिसने वर्चुअल लूनर ऑर्बिट में वर्चुअल छोटे अंतरिक्ष यान और रैक-माउंटेड छोटे अंतरिक्ष यान उड़ान कंप्यूटरों को रखा। यह सिमुलेशन चंद्रमा पर स्थिति, नेविगेशन और समय सेवाएं प्रदान करने के लिए झुंड की क्षमता का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किया गया था। क्या के समान जीपीएस प्रणाली पृथ्वी पर, यह तकनीक सस्ती नेविगेशन क्षमताओं के साथ चंद्रमा से मिशन से लैस हो सकती है, और एक दिन चंद्र सतह पर वस्तुओं या अंतरिक्ष यात्रियों के स्थान को इंगित करने में मदद कर सकती है।
डीएसए चंद्र स्थिति, नेविगेशन और समय अध्ययन ने एक नकली वातावरण में झुंड की स्केलेबिलिटी का प्रदर्शन किया। दो साल की अवधि में, टीम निम्न और उच्च-ऊंचाई वाले लूनर ऑर्बिट दोनों में कई अंतरिक्ष यान कंप्यूटरों के बीच अधिक जटिल समन्वय के एक सौ परीक्षणों के करीब भाग गई और दिखाया कि 60 अंतरिक्ष यान तक का झुंड संभव है।
टीम आगे डीएसए की क्षमताओं को विकसित कर रही है ताकि मिशन ऑपरेटरों को एक एकल इकाई के रूप में – सैकड़ों अंतरिक्ष यान – सैकड़ों अंतरिक्ष यान के साथ बातचीत करने की अनुमति मिल सके।
वितरित अंतरिक्ष यान स्वायत्तता की उपलब्धियां स्वायत्त वितरित अंतरिक्ष प्रणालियों को आगे बढ़ाने में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर को चिह्नित करती हैं जो नए प्रकार के विज्ञान और अन्वेषण को संभव बनाएंगे।
नासा एम्स वितरित अंतरिक्ष यान स्वायत्तता और स्टारलिंग परियोजनाओं का नेतृत्व करता है। एजेंसी के अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी मिशन निदेशालय के भीतर नासा का गेम चेंजिंग डेवलपमेंट प्रोग्राम डीएसए प्रयोग के लिए फंडिंग प्रदान करता है। अंतरिक्ष प्रौद्योगिकी मिशन निदेशालय के भीतर नासा का छोटा अंतरिक्ष यान प्रौद्योगिकी कार्यक्रम और स्टारलिंग मिशन और डीएसए परियोजना का प्रबंधन करता है।