Yeni uyduları ve uzaya dayalı teknolojileri test etmek hiç bu kadar kolay olmamıştı. kolay kesinlikle ama kesinlikle olabilir Daha kolay. Virgin Orbit aracılığıyla henüz başlatılan bir 12U Cubesat görevi olan Slingshot 1, yeni bir uyduyu inşa etmeyi ve test etmeyi, bilgisayarınıza yeni bir klavye takmak kadar kolay hale getirme girişimidir.
“Uzay için USB” demek indirgemecidir… ama yanlış değil. Yeni sistemi tasarlayan Aerospace Corporation ekibi, ordunun Modüler Açık Ağ Mimarisi (MONARCH) haline gelen Uzay Tak ve Çalıştır Mimarisi (SPA) ile tam da bunu oluşturmak için birkaç girişimde bulunduğunu belirterek karşılaştırmayı kendisi yapıyor. ) ve Ortak Yük Arayüzü Standardı (CoPaIS). Ancak yaklaşımlar, diyelim ki, Cubesat standardının yolundan çıkmadı – bu arada, Aerospace de öncülük etti.
Slingshot 1’in amacı, USB veya ATX kadar uyarlanabilir ve kullanımı kolay, açık standartları kullanan ve aynı zamanda güvenlik, güç vb. için gerekli tüm gereksinimleri karşılayan standart bir uydu veri yolu oluşturmaktır:
[Slingshot] modüler, tak-çalıştır arayüzleri kullanarak uydu geliştirmede daha fazla çeviklik ve esneklik sunar. Bu arabirimler, geliştirmeyi durdurabilecek tescilli kilitlenmeleri önlemek için açık kaynaklı sistemlerin yanı sıra özelleştirilmiş bir uydu veriyolu gerektirmeyen yükler için standartlaştırılmış arabirimlerden yararlanır. Bu arayüzler, faydalı yükler için gerekli olabilecek güç, komut, kontrol, telemetri ve görev verilerini ayarlar. Bir dizi ortak standart olmadan, bu faydalı yükten uyduya veri yolu gereksinimleri, değişen uydu veri yolu üreticileri tarafından yönlendirilir. Slingshot, arabirimdeki gereksinimlerin sayısını ve karmaşıklığı azaltarak ve Handle adlı bir açık yük arabirim standardı oluşturarak bu belirsizliği ortadan kaldırır.
Standart standartlaştırıcılar tarafından karşılaşılan yaygın tuzaktan nasıl kaçınacak, XKCD tarafından ölümsüzleştirildi: şimdi N+1 standartları var mı?
Uydu dünyasında standartların oldukça içler acısı durumunu bir kenara bırakırsak, eğer herhangi bir şey olduğu söylenebilirse, ekip her şeyi Ethernet’e dayandırmaya karar verdi, ki bu zaten dünyada çok büyük miktarda ağ bağlantısının temelini oluşturuyor.
Aerospace’de kıdemli mühendis uzmanı Dan Mabry, “Ethernet’te Handle standardını temel almak, bu çok yaygın arayüz için geliştirilen donanım ve yazılım araçlarının geniş ekosistemi üzerine kuruludur, esasen en yaygın karasal sistem standardını alır ve onu uydu kullanımına geçirir” dedi. “Ağı düşük güç için uyarladık, ancak ağı her yeni uygulama için uyarlamak için özel bir yazılım geliştirmesi gerekmeden cihazlar arasında saniyede gigabit iletişimi destekliyoruz.”
Ve onun söylediği gibi, Havacılık ve Uzay sapan yazdı geçen yıl kendi amaçları için: “Bir yük takıldığında, anında tanınacak ve çalışacak ve herhangi bir yayın verisi, gemideki yazılımda herhangi bir ayar veya ince ayar yapmadan uzay aracı uydu bağlantısına ulaşacak. Ayrıca, yerleşik bir ağ olduğundan, bu yükün verileri diğer tüm yükler tarafından da görülür. Yükler gerçek zamanlı olarak kolayca işbirliği yapabilir ve dağıtılmış akıllı sensörler ve işlemciler temel mimariyle birleştirilir.”
Bunu, çeşitli ihtiyaçları akıllıca karşılayabilen bir güç merkezi ve her şeyi iyi organize edilmiş bir oyun bilgisayarının arkası gibi gösteren modüler bir muhafaza ile birleştirin ve gerçekten harika bir tak ve çalıştır tarifine sahip olursunuz. müstakbel tasarımcı için işler kolay.
Dış muhafazası olmadan monte edilmiş Sapan 1 kurulumu.
Slingshot’ın program yöneticisi Hannah Weiher’in dediği gibi: “Arayüz karmaşıklığını azaltmak ve farklı uydu veriyollarını ve faydalı yükleri, arayüze minimum ila sıfır uyarlama ihtiyacıyla desteklemek için çalışıyor. Handle, farklı gereksinimlere sahip çok çeşitli faydalı yüklere sahip olduğumuz Slingshot 1’de akıcı bir yük entegrasyon sürecinin anahtarıydı ve bir ayakkabı kutusu boyutundaki bir uyduda yaptığımız faydalı yüklerin hacmini entegre edebilmemizi sağladı.”
Tabii ki sadece basit bir arayüz göndermek yeterli değil – içinde hiçbir şey olmayan bir PC kasası gönderdiğinizi hayal edin. İşe yarayıp yaramadığını görmek için eklenmiş şeylere ihtiyacınız var ve neyse ki Aerospace’in Slingshot’ın 2019’daki doğuşundan bu yana biriktirdiği bir sürü deney ve yetenek var.
- Tutamak – Tak ve çalıştır faydalı yük elektrik arayüz modülü
- Bender – Yerleşik ethernet ve ağ yönlendirme
- t.Spoon – Modüler mekanik arayüz
- t.Spoon Kamera – Tak ve çalıştır kamera modülü
- t.Spoon İşlemci – Zynq Ultrascale+ yerleşik işleme
- Starshield – Yerleşik kötü amaçlı yazılım algılama
- CoralReef – Coral Tensör İşleme Ünitesi
- STarfish – Güvenli ARM Cortex-M33 yerleşik işleme
- SDR – S-bandı Yazılım Tanımlı Radyo (SDR) aşağı bağlantı
- Keyspace – SmallSats için şifreleme hizmetleri
- Lasercom – Yeni nesil uzay/yer lasercom downlink
- ROESA – Yükleri bağlamak için Nesnelerin İnterneti protokollerini kullanma
- Vertigo – Yeniden yapılandırılabilir tutum kontrol sistemi
- Flaşör – Uzay trafiği yönetimi için GPS aktarıcı
- Hyper – SmallSat hidrojen peroksit pervanesi
- ExoRomper – Yapay zeka ve makine öğrenimi test yatağı
Bunlardan bazıları, t.Spoon’un çeşitli bileşenleri gibi, her şeyi birbirine bağlayan temel mekanik unsurları oluşturan, az çok kendi kendini açıklayıcı niteliktedir. Ve elbette, yazılım tanımlı güzel bir radyo uydu bağlantısına ihtiyacınız var. Ama bir tensör işlem birimi ve makine öğrenimi bir uyduda test edilmiş mi? Nesnelerin İnterneti protokolleri? Kriptografik hizmetler?
Bileşenlerini göstermek için genişleyen Slingshot’ın CG görünümü.
Bir süre önce Havacılık ve Uzay laboratuvarlarına yaptığım bir ziyaret sırasında ekiple konuştuğumda, Slingshot’ta olan birçok şeyin bazı açılardan emsalsiz olduğundan, ancak daha çok ortak karasal görevleri bir uydunun son derece resmi ve sınırlı bağlamına uyarlamakla ilgili olduğundan bahsettiler. donanım ve yazılım.
Bir işlemciyi ve depolamayı paylaşan üç veya dört yükünüz olduğunu varsayalım. İletişimlerinin güvenli kalmasını nasıl sağlıyorsunuz? Aynı yerde yaptığınız gibi, ancak bir uzay aracının hafif işleme, sınırlı güç, olağandışı arayüzüne uyarlanmış. Elbette, uzayda güvenli işlem ve iletişim daha önce yapıldı – ancak bir onay kutusunu tıklatabileceğiniz ve aniden yükünüzün tamamen şifrelendiği bir tak ve çalıştır sürümü yok gibi.
Benzeri, TPU’ya takılan harici olarak monte edilmiş bir kameraya sahip olan ExoRomper. Uzayda zaten biraz yapay zeka var, ama asla şunu diyebileceğiniz bir kurulum yok: ah, uydunuza bulut tanımayı ekleyebileceğinizden emin olun, 2 watt, 20 santimetre küp ve 275 gram alacaktır. Özellikle bu, uydunun kendisini izlemek, aydınlatma koşullarına bakmak için ayarlandı – termal yükleri ve güç kullanımını ciddi şekilde etkileyen bir şey. Güneş pillerinde sıcak nokta olmadığından emin olmak için neden uydunuzun kendi uydusu olmasın?
Önümüzdeki aylarda birçok bileşenini ve deneyini test eden Slingshot’tan veriler gelecek. Küçük uydular için yeni bir modüler çağın başlangıcı olabilir.