La NASA fa navigare lo sciame Starling con gli star tracker e un catalogo di 20.000 oggetti

La missione Starling della NASA ha raggiunto un nuovo traguardo nell'autonomia dei veicoli spaziali. L'agenzia spiega che il payload FALCON, acronimo di Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation, ha determinato la posizione orbitale di un satellite riferendosi ad altri oggetti nello spazio, anziché a una rete di navigazione.

La dimostrazione estende le attività di Starling, uno sciame di quattro veicoli spaziali lanciato nel 2023. FALCON è un esperimento di volo congiunto tra la NASA e EraDrive, una startup nata da Stanford University. Il sistema abbina il software di volo Era-Core e gli algoritmi embedded di EraDrive alle camere di Starling e a un catalogo di satelliti noti a bordo, come riportato dalla NASA. L'hardware utilizzato non era esotico.

FALCON ha impiegato le camere star tracker di bordo di Starling, strumenti standard che identificano oggetti luminosi nello spazio per definire l'assetto e la posizione del veicolo. Durante gli esperimenti di posizionamento, navigazione e temporizzazione, il payload ha associato gli oggetti osservati dalle camere, inclusi altri veicoli spaziali e detriti orbitali, a un catalogo di oggetti spaziali noti mantenuto e reso pubblico dal Dipartimento della Guerra degli Stati Uniti. Questi oggetti verificati hanno poi funto da punti di riferimento per determinare l'orbita di Starling.

In esperimenti separati, il team ha caricato a bordo il catalogo completo di circa 20.000 oggetti spaziali e delle loro orbite previste. FALCON ha correlato questi dati con le osservazioni del veicolo per stimare la posizione di Starling e quella di altri oggetti con maggiore precisione rispetto ai dati attuali del catalogo. Secondo la NASA, in tre giorni FALCON ha migliorato le orbite note di oltre 200 oggetti senza intervento degli operatori a terra.

«FALCON è un altro successo per la missione dimostrativa Starling. I risultati possono avere implicazioni significative per il monitoraggio del traffico spaziale in orbita, l'evitamento delle collisioni e la navigazione alternativa», ha dichiarato Roger Hunter, program manager del programma Small Spacecraft and Distributed Systems della NASA presso l'Ames Research Center, nella Silicon Valley californiana. «Il numero di primati di Starling continua a crescere.»

Perché conta la navigazione senza GPS

La navigazione satellitare tradizionale dipende dai segnali GPS, che possono essere inaffidabili o non disponibili in ambienti lunari o nello spazio profondo. Questa lacuna spinge la NASA a testare alternative ottiche. Secondo l'agenzia, reti coordinate di satelliti senza GPS saranno essenziali per supportare le operazioni di superficie nelle future missioni umane su Luna o Marte. Per le missioni scientifiche, conoscere la posizione precisa di ogni veicolo è necessario per allineare le misurazioni raccolte da più punti nello spazio. Per la gestione del traffico spaziale, la navigazione autonoma e l'aggiornamento del catalogo possono ridurre la dipendenza dalle reti di terra e migliorare l'evitamento delle collisioni.

La NASA definisce la capacità di autodeterminazione dell'orbita un primato per un veicolo spaziale che usa camere ottiche per navigare in base alla propria posizione relativa rispetto ad altri oggetti nello spazio. In esperimenti distinti, l'aggiornamento del catalogo ha prodotto a bordo di Starling previsioni di posizione degli oggetti migliori di quelle fornite dalle stazioni di terra. L'esperimento mostra anche come un progetto universitario possa diventare un'azienda. Quello che era iniziato come progetto University SmallSat Technology Partnerships si è trasformato in EraDrive, che ora commercializza il software Era-Core e l'hardware correlato per applicazioni più ampie. Starling ha fornito la piattaforma per i test sul campo.

Sono previsti altri test. Più avanti quest'anno, Starling estenderà l'esperimento FALCON usando Era-Core, permettendo al suo sciame di quattro veicoli spaziali di condividere i dati di tracciamento e di raffinare collettivamente le proprie posizioni. L'Ames Research Center della NASA guida la missione Starling, e il programma Small Spacecraft and Distributed Systems dell'agenzia, con sede ad Ames e all'interno della Research and Technology Mission Directorate, la finanzia e la gestisce.