14/10/2021
102 vistes
5 m’agrada
Entre setembre de 1982 i desembre de 2020, almenys 51.512 persones van ser rescatades a terra i al mar amb l’ajut d’una xarxa de satèl·lits en òrbita terrestre capaços de detectar i localitzar balises de socors d’emergència.
ESA Laboratori espacial OPS-SAT recentment va demostrar que mitjançant el processament de dades d’aquestes balises a l’espai, en lloc de fer-ho a la Terra, tal com passa actualment, tot el procés es podria fer més eficient, estalviant dades i ajudant potser a salvar vides.
La iniciativa humanitària a l’espai
La internacional Cospas-Sarsat cooperativa es va fundar el 1979 i continua sent un sistema fonamental per salvar la vida. Utilitzant una xarxa d’instruments a bord de més de 50 satèl·lits, detecta balises d’emergència d’avions, vaixells i persones de qualsevol lloc de la Terra, passant la informació codificada a les estacions terrestres per processar-les i després reenviar-les als centres de coordinació de rescat locals per obtenir una resposta.
Les balises de socors són fonamentalment transmissors de ràdio que es poden activar en casos d’emergència, ja sigui manualment prement un botó o automàticament en detectar determinats desencadenants: xoc físic, contacte amb l’aigua, caiguda sobtada d’altitud, etc.
El sistema Cospas-Sarsat detecta transmissions de ràdio a la banda de freqüència protegida de 406 MHz, recopilant informació sobre el tipus de vaixell en perill i retransmetent els seus senyals a estacions terrestres de la Terra conegudes com a Terminal d’Usuari Local (LUT). Tot i que algunes balises contenen la ubicació del vaixell en qüestió, moltes no, i per a aquestes estacions terrestres cal fer una anàlisi matemàtica per determinar la ubicació de la balisa.
Molts satèl·lits en òrbita baixa, mitjana i geoestacionària porten “instruments repetidors” que desplacen la freqüència de les transmissions de balises de 406 MHz a una freqüència diferent per evitar interferències amb les transmissions originals. Els anomenats senyals “convertits” s’envien als terminals d’usuari on es processen i descodifiquen.
Un cop verificada, la informació de la balisa s’envia al centre de coordinació de rescat més proper.
Space Lab de l’ESA: descodificació de senyals en òrbita
El laboratori espacial OPS-SAT de l’ESA és un Cubesat en òrbita, obert a l’experimentació. Compta amb un ordinador de bord molt potent i la possibilitat de reconfigurar el seu microprogramari a l’espai. Es va crear amb la intenció específica de provar noves habilitats de control de missió en òrbita, una cosa massa arriscada per provar amb satèl·lits preexistents i cars.
En una recent “Demostració en òrbita”, OPS-SAT va realitzar la primera en òrbita descodificació i processament de senyals de ràdio de balises d’emergència a la Terra, mitjançant programari de codi obert que s’executa al satèl·lit.
El petit però poderós satèl·lit va detectar i descodificar amb èxit «balises de referència»: ràfegues periòdiques emeses per estacions terrestres de la xarxa Cospas-Sarsat per controlar el rendiment del sistema. La diferència? OPS-SAT només ha transmès la informació necessària continguda a les balises fins a Control de la missió de l’ESA a Darmstadt, Alemanya.
El processament directe de les balises de socors a l’espai significa que la nau espacial només necessita enviar senyals de balises específiques a terra, en lloc d’enregistraments continus dels senyals bruts originals (sovint buits, ja que les transmissions de balises són esporàdiques). El resultat? Comunicacions molt més eficients.
Per què això importa
Què és l’Internet de les Coses?
En primer lloc, aquest experiment demostra que quan les naus espacials porten potents ordinadors a bord, són capaços d’apoderar-se d’una manera eficient del “pensament” que es fa actualment a terra. Quan no només actuen com a dispositius d’enviament, recullen dades i les transmeten a persones o màquines més capaces del terreny, poden jugar un paper vital en convertir directament els senyals complexos en informació accionable. Aquesta demostració amb èxit obre el camí de molts futurs nanosatèl·lits per unir-se a les missions actuals més grans que proporcionen aquest servei essencial.
De manera més general, quan els satèl·lits estan dissenyats per ser flexibles, es poden configurar per adaptar-se millor a les necessitats evolutives de les societats que hi ha a sota. Això serà especialment important quan entrem a l’era de la “Internet de les coses”, quan els objectes físics que ens envolten estan connectats entre ells a través d’Internet, creant una àmplia xarxa de tecnologies capaces de connectar-se i intercanviar dades amb implicacions per a les nostres llars. , sistemes sanitaris i fins i tot indústries i infraestructures globals.
El futur d’OPS-SAT
OPS-SAT és el primer d’aquest tipus: una missió espacial oberta al públic per provar els seus experiments a l’espai.
“Primer vaig proposar investigar si la” ràdio dissenyada pel programari “(SDR) i l’antena de l’OPS-SAT eren prou sensibles per rebre senyals de cerca i rescat tot i que no estava dissenyada per fer-ho”, explica Tom Mladenov, experimentador responsable d’això demostració en òrbita, així com membre de l’equip de control de vol OPS-SAT.
“Un cop es va confirmar que podíem detectar les febles transmissions a bord, vaig utilitzar ‘GNU Radio’ per construir el sistema de processament de senyal que funcionaria al satèl·lit. GNU Radio és una biblioteca lliure i de codi obert que descompon sistemes complexos de processament de senyals en blocs simples. La possibilitat de reprogramar la càrrega útil de SDR per a qualsevol tipus de senyal demostra la versatilitat quan el programari de codi obert es combina amb una plataforma espacial potent com OPS-SAT ”.
Ja, desenes d’experiments han tingut lloc demostrant com els ordinadors intel·ligents en òrbita poden utilitzar l’aprenentatge profund per ajudar a identificar incendis a la Terra, automatitzar les prediccions de col·lisions i ara millorar l’eficiència en la transmissió de detalls de persones en situació d’angoixa.
En venir, una multitud d’experiments més superen els límits del que poden fer els satèl·lits en òrbita, en benefici de les persones de la Terra.
