LunaNet: una red lunar para el programa Artemis

A través del Programa Artemis, la NASA establecerá una presencia a largo plazo en la Luna, abriendo más superficie a la exploración lunar. Este crecimiento de la actividad lunar requerirá nuevas y más sólidas capacidades de comunicación, navegación y redes. El programa de Space Communications and Navigation (SCaN) de la NASA, ha desarrollado la arquitectura LunaNet para satisfacer estas necesidades.

LunaNet aprovechará las técnicas innovadoras de red, los estándares y un marco extensible para expandir rápidamente las capacidades de la red en la Luna. Este marco permitirá a la industria, academia y a los colaboradores internacionales construir y operar nodos LunaNet junto con la NASA. Estos nodos ofrecerán a las misiones cuatro servicios distintos: redes, navegación, detección e información, y servicios de ciencia de radio y óptica.

Video de descripción general de LunaNet.
Créditos: NASA/Reese Patillo.

Servicios LunaNet

Redes

Por lo general, cuando las misiones se lanzan al espacio, su comunicación con la Tierra depende de enlaces preprogramados con un relé espacial o una antena terrestre. Con múltiples misiones viajando a la Luna, la dependencia de enlaces preprogramados podría limitar las oportunidades y la eficiencia de las comunicaciones. LunaNet ofrece un enfoque de red similar a Internet en la Tierra, donde los usuarios mantienen conexiones con la red más grande y no necesitan programar la transferencia de datos con anticipación.

Gráfico del concepto LunaNet DTN.
Créditos: NASA/Reese Patillo.

El marco de red central de LunaNet es la Delay/Disruption Tolerant Networking (DTN), que garantiza que los datos fluyan sin problemas a través de la red y lleguen a su destino final a pesar de posibles interrupciones de la señal. En caso de una interrupción entre dos nodos LunaNet, la DTN permite que los nodos almacenen datos hasta que la ruta se abra.

Navegación

Para la navegación lunar, el enfoque LunaNet ofrece independencia operativa del procesamiento de datos en la Tierra, al tiempo que mantiene una alta precisión. La arquitectura proporcionará a las misiones acceso a las mediciones clave necesarias para la determinación de la órbita a bordo y las operaciones del sistema de guía, o el posicionamiento en la superficie. Las misiones que utilicen los servicios de navegación LunaNet tendrán todo lo que necesiten para la navegación autónoma en la Luna, ya sea en la superficie o en órbita.

“LunaNet proporcionará un nuevo paradigma para la navegación independiente de la Tierra, asegurando que las misiones robóticas y con tripulación puedan determinar de manera rápida y precisa sus ubicaciones y transmitirlas a sus sistemas de planificación”, dijo Cheryl Gramling, Jefa Asociada de Tecnología de Ingeniería de la Misión y División de Análisis de Sistemas.

Detección e información

Los servicios de detección e información de LunaNet brindan alertas y otra información crítica a los usuarios. Esta y otras capacidades similares, mejorarán en gran medida el conocimiento de la situación de los astronautas, rovers y otros activos en la superficie lunar.

Como ejemplo, LunaNet utilizará instrumentos meteorológicos espaciales para advertir a los usuarios directamente si detectan actividad solar potencialmente peligrosa. La información llegará directa sin pasar por Tierra, lo que retrasaría la comunicación del caso. Estas alertas serán similares a las que recibimos las personas en los teléfonos móviles cuando se dan condiciones climáticas peligrosas en nuestra ubicación.

Gráfico del concepto LunaSAR.
Créditos: NASA/Reese Patillo.

Los servicios de detección e información de LunaNet también tendrán la capacidad de búsqueda y rescate lunar, o LunaSAR. LunaSAR se servirá de la experiencia de la Oficina de Búsqueda y Rescate de la NASA, que durante mucho tiempo ha desarrollado tecnologías para la búsqueda y el rescate terrestre. “La seguridad y el bienestar de los astronautas son preocupaciones clave de las misiones de Artemis”, dijo Cody Kelly, Gerente de misión de la Oficina de Búsqueda y Rescate para asuntos nacionales. “Utilizando los servicios de navegación de LunaNet, LunaSAR proporcionará datos de ubicación a las balizas de socorro de la NASA en caso de que surjan contingencias”.

Servicios de ciencia

Los servicios científicos de LunaNet a través de los nodos brindarán la oportunidad de que los investigadores en la Tierra puedan realizar mediciones utilizando sus enlaces de comunicaciones ópticas por radio e infrarrojos. La red de nodos permitirá realizar observaciones de la Luna mediante mediciones frecuentes que proporcionen un estudio completo del entorno lunar a lo largo del tiempo. Además, la ubicación de los nodos permitirá la observación regional o global de la Luna, ofreciendo a los científicos el acceso a datos lunares a grandes escalas espaciales.

Las antenas LunaNet también se podrán usar en aplicaciones como la radioastronomía, donde las antenas estudian el espacio en profundidad en busca de emisiones de radio de objetos celestes distantes. Estas capacidades proporcionarán a los científicos una nueva plataforma para probar teorías novedosas sobre la ciencia espacial y promover el conocimiento científico.

Especificaciones de interoperabilidad de LunaNet

El mes pasado, el equipo de LunaNet publicó un borrador de especificaciones de interoperabilidad como punto de partida para discusiones técnicas entre expertos de la industria y del gobierno de todo el mundo. El objetivo es crear un conjunto de estándares que puedan permitir una arquitectura de navegación y comunicaciones lunares cooperativa, abierta y en evolución.

“Artemis es un esfuerzo colaborativo, que se basa en la academia, las empresas aeroespaciales comerciales y la comunidad internacional. LunaNet no es diferente”, dijo Jaime Esper, quien ayudó a liderar el desarrollo del borrador de las especificaciones de interoperabilidad. “Juntos esperamos definir una arquitectura sólida que pueda satisfacer las necesidades y deseos del conjunto más amplio posible de misiones, de usuarios y de proveedores de servicios”.

Antecedentes de LunaNet

Gráfico del concepto LunaNet.
Créditos: NASA/Reese Patillo.

LunaNet nació en el Goddard Space Flight Center de la NASA, en Greenbelt, Maryland, con un equipo multifuncional de expertos en redes, navegación, ciencia e ingeniería de sistemas, que se basaron en actividades anteriores de la NASA y agencias internacionales. Con esta base, los expertos de toda la agencia se unieron para refinar la propuesta y desarrollar un borrador de estándares de interoperabilidad, y LunaNet ahora está siendo dirigida fuera de la oficina del programa de Space Communications and Navigation (SCaN).

“LunaNet es una oportunidad emocionante para el equipo de comunicaciones y navegación de la NASA y la comunidad científica y de exploración en general”, dijo Dave Israel, arquitecto de comunicaciones en Goddard. “Juntos estamos perfeccionando un enfoque de vanguardia que satisfará las necesidades de las misiones lunares durante las próximas décadas”.

Noticia original (en inglés)

Edición: R. Castro.