NASA的Starling任务将一群卫星送入轨道
据美国宇航局：今年7月，美国宇航局将派遣一个由四个六单元(6U)大小的立方体卫星组成的团队进入地球轨道，看看它们是否能够在没有任务控制中心实时更新的情况下独立合作。虽然这种自主合作对人类来说听起来并不困难，但这支团队将是机器人——由小型卫星组成，以测试未来深空任务的关键技术，在这些任务中，更复杂和自主的航天器将是必不可少的。
一旦发射，四颗立方体卫星将按照两种不同的编队飞行，以测试几种技术，为未来成群的卫星可以合作在深空进行科学研究铺平道路。这项名为Starling的任务将持续至少6个月，将飞船定位在地球上方约355英里处，间隔约40英里。
“Starling及其为大量小型航天器带来的自主指挥和控制能力，将增强美国宇航局未来科学和探索任务的能力，”位于加利福尼亚州硅谷的美国宇航局埃姆斯研究中心的美国宇航局小型航天器技术项目经理罗杰·亨特说。"这次任务标志着向前迈出了重要的一步。"
Starling将测试四种主要能力:自主机动以保持作为一个群体在一起，在航天器之间创建一个适应性强的通信网络，跟踪彼此的相对位置，并通过自行执行新的活动来响应来自机载传感器的新信息。本质上，Starling正在寻求创造一群小型卫星，它们可以作为一个自治社区，能够对它们的环境做出反应，并作为一个团队完成任务。
群技术允许从空间的多个点进行科学测量的能力，建立能够在一个部分发生故障时自我修补的网络，以及不需要与地球保持联系的航天器系统来应对环境的变化。一群航天器也更能抵御团队内部的故障或失灵，因为每个航天器对另一个都是冗余的。如果一个失败了，其他的可以补偿。
Starling的第一个任务是测试一套四项技术。第一个是ROMEO(机载重新配置和轨道维护实验)，测试软件旨在自动规划和执行机动，无需操作员的任何直接输入。在Starling任务中，它将允许卫星在一个集群中飞行，既规划轨道又独立执行。
移动自组织网络(MANET)是由无线连接的设备组成的通信系统，其中数据根据网络条件自动路由和重路由。地球上的一个例子是网状Wi-Fi，其中多个互联网路由器被放置在整个家庭，允许移动设备自动连接到最强的信号。同样，Starling航天器具有交联无线电，允许航天器之间在范围内进行通信，板载MANET软件确定通过卫星网络路由流量的最佳方式。Starling将测试这个网络，展示系统是否可以随着时间的推移在太空中自动创建和维护网络。
每颗立方体卫星都有自己的“恒星追踪器”传感器，通常用于卫星在太空中跟踪自己的方向，就像水手在晚上利用星星导航一样。因为卫星之间的距离相对较近，除了恒星之外，这些传感器还会接收来自其他蜂群飞船的光线，并使用专门的软件来跟踪蜂群的其他成员。称为StarFOX(Starling Formation-Flying Optical Experiment)，这种对常见航天器传感器的独特使用将允许星星的背景将蜂群聚集在一起。
最后，分布式航天器自主(DSA)实验展示了一群航天器收集和分析机载科学数据并合作优化数据收集的能力。这些卫星将监测地球的电离层——高层大气的一部分——如果其中一颗探测到有趣的东西，它将与其他卫星通信，以观察相同的现象。卫星自主对观测做出反应的能力将增强美国宇航局未来科学任务的科学数据收集。
在其主要任务完成后，Starling的下一阶段将是与SpaceX的Starlink卫星星座合作，测试不同组织运营的自主航天器之间的先进空间交通管理技术。通过相互分享未来的轨迹意图，NASA和SpaceX将展示一个自动化系统，以确保两组卫星在近地轨道相对接近时能够安全运行。
“Starling 1.5将是帮助理解太空交通管理道路规则的基础，”亨特说。
机器人技术将永远处于探索的前沿，不管是载人的还是无人的。让卫星和航天器以网络化、自主和协调的能力运行的能力意味着NASA正在确保人类能够走得更远，做得比以往任何时候都更好。
美国宇航局艾姆斯领导斯塔林项目。美国宇航局的小型航天器技术计划，总部设在美国宇航局艾姆斯和美国宇航局空间技术任务理事会(STMD)，资助和管理斯塔林任务。蓝峡谷技术公司设计并制造了飞船总线，并提供任务操作支持。美国火箭实验室公司提供发射和集成服务。支持Starling有效载荷实验的合作伙伴包括位于加利福尼亚州斯坦福的斯坦福大学空间会合实验室、位于马里兰州劳雷尔的Emergent Space Technologies、位于得克萨斯州奥斯汀的CesiumAstro、位于佛罗里达州墨尔本的L3Harris Technologies，Inc.和NASA Ames——由NASA在STMD的游戏改变发展计划提供资金支持。
对于新闻媒体:对报道这一主题感兴趣的新闻媒体成员应与美国航天局艾姆斯新闻编辑室联系。
作者:弗兰克·塔瓦雷斯，美国宇航局艾姆斯研究中心