Bien que le Pony Express n’ait duré que peu de temps au milieu des années 1800 avant d’être surpassé par le télégraphe transcontinental, il a inspiré un concept pour une chaîne de petits satellites pour transporter des données de Mars à la Terre et aider à atténuer le blocage des données qui se produit actuellement dans les profondeurs. Réseau spatial.
« Le Solar System Pony Express est un concept de mission qui vise à augmenter les capacités de transmission de données du Deep Space Network en utilisant l’idée de mules de données », a déclaré Robyn Woollands, professeur adjoint au Département de génie aérospatial de l’Université de l’Illinois Urbana- Champagne.
Woollands a décrit les mules de données comme de petits engins spatiaux pouvant se rendre dans un endroit éloigné, tel que Mars, où ils acquièrent des données à proximité de l’émetteur de la sonde, puis ramènent les données sur Terre où elles sont redirigées à proximité du récepteur. Cela permet une latence élevée et une communication à large bande passante.
« Un réseau de mules de données interplanétaires pourrait être établi en utilisant des orbites de cycleurs », a déclaré Woollands. « Après le lancement, les mules de données utilisent leur propre système de propulsion à faible poussée pour s’injecter dans une orbite de cycleur et cibler les survols ultérieurs de la Terre et de Mars. »
Woollands a expliqué que les trajectoires rencontrent deux corps célestes ou plus le long de leur trajectoire et nécessitent une quantité modeste de propulseur pour les manœuvres de correction. Après le lancement, les mules de données utilisent leur propre système de propulsion à faible poussée pour s’injecter dans une orbite de cycleur et cibler les survols ultérieurs de la Terre et de Mars.
« Pendant les survols de Mars, les données sont transmises à partir d’engins spatiaux déjà en activité sur Mars – en orbite ou à la surface – et pendant les survols de la Terre, les données sont redirigées vers la Terre », a déclaré Woollands.
Elle a dit que son doctorat. l’étudiant Alex Pascarella a développé les outils permettant la conception de trajectoires et l’optimisation des orbites des cycleurs Terre/Mars pour la mission Solar System Pony Express.
« Nous simulons des trajectoires utilisant une propulsion à faible poussée et incluons un modèle haute fidélité qui intègre la gravité du Soleil, de la Terre et de Mars », a déclaré Pascarella.
Les missions spatiales à faible poussée sont de plus en plus courantes en raison des avantages offerts par les moteurs ioniques, qui sont plus efficaces que les moteurs chimiques. Ils sont également plus petits/plus légers, ce qui permet de concevoir des engins spatiaux plus petits pouvant être lancés de manière économique en tant que charge utile secondaire.
« Notre étude a révélé que le volume total de données renvoyées au cours de la mission simulée dépassait notre objectif de 1 pétabit par an », a déclaré Alex Pascarella, Ph.D. de Robyn Woollands. étudiant.
L’étude est publiée dans la revue Acta Astronautique.
Solar System Pony Express est un projet de concept avancé innovant de la NASA dirigé par Joshua Vander Hook au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.
Plus d’information:
Alex Pascarella et al, Optimisation de trajectoire à faible poussée pour le système solaire pony express, Acta Astronautique (2022). DOI : 10.1016/j.actaastro.2022.11.046