Tworzenie interfejsu USB dla bardziej odpornej, zrównoważonej i wydajnej infrastruktury kosmicznej
Współczesne statki kosmiczne są często wyposażone we własnościowe interfejsy usług, co uniemożliwia interoperacyjność między misjami, agencjami i podmiotami komercyjnymi. W tym rozdrobnionym środowisku satelita zaprojektowany z jednym interfejsem nie może być serwisowany ani montowany przez inny statek kosmiczny z użyciem innego złącza. A to utrudnia opracowanie skalowalnego, zrównoważonego, funkcjonalnego i zunifikowanego ekosystemu komunikacji i usług kosmicznych. Projekt SPACE USB(odnośnik otworzy się w nowym oknie), finansowany ze środków UE, którego realizacja rozpocznie się w 2024 r., ma na celu rozwiązanie tego problemu poprzez stworzenie podstaw znormalizowanego, szeregowego i uniwersalnego systemu połączeń— prawdziwej uniwersalnej magistrali szeregowej (USB) dla systemów eksploracji kosmosu. Za pomocą opracowywanego adaptera mechanicznego i elektrycznego, czyli wspólnego interfejsu pasywnego (CPI), projekt ma umożliwić mechaniczne sprzężenie oraz wymianę danych/zasilania między trzema głównymi europejskimi interfejsami serwisowymi statków kosmicznych: HOTDOCK, SIROM i iSSI, bez pogarszania ich indywidualnej wydajności. „Te działania są niezbędne, aby w pełni wykorzystać potencjał serwisowania na orbicie, montażu robotycznego i modułowej konstrukcji statków kosmicznych, a jednocześnie ograniczyć ilość śmieci kosmicznych i umożliwić bardziej cyrkularną gospodarkę kosmiczną” — wyjaśnia Matisse Briand, konsultant ds. zrównoważonych innowacji w In Extenso Innovation Croissance, francuskim partnerze projektu SPACE USB. CPI będzie także symetryczny, kompaktowy i kompatybilny z ramionami robotów i orbitalnymi jednostkami zastępczymi. Utoruje to drogę do przyszłych uniwersalnych standardowych interfejsów, które mogą stać się podstawą interoperacyjnych działań obejmujących satelity na różnych orbitach.
Kamienie milowe w zakresie interoperacyjności
Do tej pory SPACE USB osiągnął kilka kluczowych kamieni milowych, które stanowią podstawę interoperacyjności w zakresie serwisowania na orbicie. Jednym z nich jest kompleksowe badanie stanu techniki, które objęło około 100 wielofunkcyjnych rozwiązań połączeń międzysystemowych z Europy, Stanów Zjednoczonych i Azji. Interfejsy HOTDOCK, SIROM i iSSI, a także dostępne komercyjnie systemy, zostały przeanalizowane przy uwzględnieniu ponad 70 kryteriów technicznych, obejmujących właściwości mechaniczne, elektryczne, termiczne i eksploatacyjne. „Ta analiza pokazała zarówno różnorodność projektów interfejsów, jak i brak konwergencji, co podkreśla potrzebę opracowania wspólnego standardu” — zauważa Briand. Bazując na wynikach badania, zespół projektu SPACE USB stworzył ramy standaryzacji z określonymi symetriami mechanicznymi, protokołami danych i zakresami mocy w celu zapewnienia wzajemnej kompatybilności. Powstały w ten sposób zestaw specyfikacji referencyjnych posłuży jako punkt odniesienia dla przyszłych projektów interfejsów europejskich i międzynarodowych. Znaczący postęp osiągnięto również w konstrukcji mechanicznej i elektrycznej CPI. Zespół projektowy finalizuje obecnie prototyp TRL 4(odnośnik otworzy się w nowym oknie) przeznaczony do testów robotycznych w ostatnim kwartale 2025 r. Projekt SPACE USB wszedł obecnie w fazę eksperymentalną, w ramach której skupia się na dynamicznej walidacji za pomocą robotycznego stanowiska testowego. Celem jest zapewnienie mechanicznej interoperacyjności w przypadku powtarzających się cykli dokowania/wydokowania i możliwości dostosowania różnych ramion robotycznych, a także ciągłości elektrycznej i integralności danych po dopasowaniu/zablokowaniu i połączeniu. Interfejs CPI projektu SPACE USB (Space Universal Serial Bus) umożliwi zwiększenie konkurencyjności dzięki kompatybilności z wieloma dostawcami, a także zmniejszy uzależnienie od misji i obniży koszty dzięki modułowości, możliwości ponownego wykorzystania i mniejszym ograniczeniom projektowym. Zwiększy to również elastyczność misji i wesprze powstawanie ekosystemów orbitalnych opartych na montażu robotycznym, ładunkach typu plug-and-play i zrównoważonej infrastrukturze. Jak podsumowuje Briand: „Ostatecznie SPACE USB jest punktem startowym europejskiej mapy drogowej w zakresie obsługi obiektów kosmicznych, wzmacniającym autonomię kontynentu i jego wiodącą pozycję w zakresie zrównoważonego rozwoju i innowacji orbitalnych”. Jeśli chcesz, żeby twój projekt został zaprezentowany w rubryce „Projekt miesiąca”, wyślij wiadomość na adres editorial@cordis.europa.eu i opowiedz nam o nim.