GNU Radio управляет космическим аппаратом

ISEE3-ICEОднажды в Солнечной системе…

В 12 августа 1978 г NASA запустило космический аппарат ISEE-3 (International Sun/Earth Explorer 3 (ISEE-3) — Международный исследователь Солнца и Земли. Аппарат  находился на гало-орбите в точке Лагранжа L1. ( т.е был неподвижен относительно Солнца и Земли) и изучал излучение солнечного ветра.

ISEE-3 был первым космическим кораблем пролетевшим через хвост кометы Галлея на расстоянии 7800 км от ядра, за что и получил почетное наименование —  Международный исследователь комет (ICE). Былые заслуги не спасли его, в 1999 году NASA  потеряло интерес к кораблю, который к тому времени двигался по гелиоцентрицеской орбите.  ISEE-3 стал «космическим летучем голландцем».

В той же системе через 36 лет.

В 2014 команда инженеров и программистов создала команду ISEE-3 Reboot Project, целью которой было передача сигналов управления системам ISEE-3, управление его силовой установкой и коррекция орбиты. 

Для выполнения этой задачи был собран вот такой Setup:

  1. SDR USRP N200, производства фирмы Ettus Research.
  2. Программное обеспечение GNU Radio.
  3. Зеркало радиотелескопа Аресибо в Пуэрто-Рико (диаметр зеркала — 304,8 м. глубина зеркала — 50,9 м.) в качестве антенны
  4. 400-от ваттный усилитель мощности (PA) S-диапазона.

Радиотелеском Аресибо

На все это — покупку оборудования и аренду радиотелескопа было собрано 150 000 краудфандинговых долларов.

60 бит на частоте 2,05 ГГц

Команда управления космическому скитальцу передавались на частоте 2,05 ГГц. Длинна посылки 60 бит. «Биты» частотно-манипулировали частотой 8,25 кГц,  со сдвигом 750 Гц. Такая вот не сложная FSK-модуляция использовалась. Правда нужно было еще как то передать сигнал синхронизации, поэтому сформированный FSK сигнал, пришлось промодулировать   по амплитуде синхроимпульсами. 

В итоге получился FSK/AM модулированный сигнал, с размером команды 60 бит.

FSK/AM модулированный сигнал

«Железо»

Аппаратное обеспечение проекта было выполнено на SDR USPR N200, по классификации Etuss Research относящийся USRP Networked Series, поток информации с которых в ПК передается через LAN-интерфейс.

SDR имеет на борту два 100 MSPS канала АЦП (ADC) и два 400 MSPS канала ЦАП (DAC). Устройство оборудовано ПЛИС - Xilinx® Spartan® 3A-DSP 1800 FPGA и контролером c Gigabit Ethernet.USRP N200 способен обрабатывать сигналы с частотой до 6 ГГц.

Основная задача девайса, осуществить перенос спектра программно сформированного сигнала в s-диапазон на частоте 2,05 ГГц, для последующего усиления и передачи.

USRP N200

«Софт»

Формирование FSK/AM сигнала происходит программно, с помощью библиотеки GNU Radio на частоте 8,25 ГГц. На сайте, одного из участников проекта — John Malsbury, размещен скрин GRC-файла формирователя сигнала. Кроме этого John обещает по запросу выслать сам GRC файл, чем я не применул воспользоваться.

GRC

Что дальше

На сайте проекта появилась информация — 10 августа в 11:06 по тихоокеанскому времени будет попытка получить управление аппаратом. Все это можно наблюдать он-лайн. На момент написания этих строк дистанция ISEE-3 — Луна  68 777 км, ISEE-3 — Земля  294 444 км. Будем надеяться, что у команды ISEE-3 Reboot Project получится приручить космического странника. 

73!

0 комментариев
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.