جستجو و نجات از فضا برای اولین بار

15 اکتبر 2021توسط آژانس فضایی اروپا

بین سپتامبر 1982 تا دسامبر 2020، حداقل 51،512 نفر در خشکی و دریا با کمک شبکه‌ای از ماهواره‌های در مدار زمین که قادر به شناسایی و مکان یابی چراغ‌های اضطراری هستند، نجات یافتند.

آزمایشگاه فضایی OPS-SAT ESA به تازگی نشان داده است که با پردازش داده‌های این فانوس‌ها در فضا، به جای آن‌چه که در حال حاضر روی زمین اتفاق می‌افتد، می‌توان کل فرایند را کارآمدتر کرد، داده‌ها را ذخیره می‌کند و شاید به نجات جان افراد کمک کند.

تعاونی بین المللی Cospas-Sarsat در سال 1979 تأسیس شد و همچنان یک سیستم اساسی و نجات دهنده زندگی است. با استفاده از شبکه‌ای از ابزارهای روی بیش از 50 ماهواره، چراغ‌های اضطراری هواپیماها، کشتی‌ها و افراد در هر نقطه از زمین را شناسایی می‌کند، اطلاعات کد شده را به ایستگاه‌های زمینی منتقل می‌کند تا پردازش شود و سپس برای پاسخ به مراکز هماهنگی نجات محلی ارسال می‌شود.

چراغ‌های اضطراری اساساً فرستنده‌های رادیویی هستند که می‌توانند در مواقع اضطراری فعال شوند، چه به صورت دستی با فشار دادن یک دکمه و چه به صورت خودکار در صورت تشخیص عوامل محرک – شوک فیزیکی، تماس با آب، کاهش ناگهانی ارتفاع و غیره.

سیستم Cospas-Sarsat انتقال رادیویی را در باند فرکانسی محافظت شده 406 مگاهرتز تشخیص می‌دهد و اطلاعات مربوط به نوع کشتی در تنگنا را جمع آوری می‌کند و سیگنال‌های آن را به ایستگاه‌های زمینی روی زمین معروف به پایانه‌های کاربر محلی (LUT) منتقل می‌کند. در حالی که برخی از چراغ‌های دریایی حاوی مکان کشتی مورد نظر است، بسیاری از آن‌ها این اطلاعات را ندارند و برای این ایستگاه‌های زمینی باید یک تجزیه و تحلیل ریاضی برای تعیین مکان چراغ انجام شود.

بسیاری از ماهواره‌ها در مدار کم، متوسط ​​و زمین ثابت دارای «ابزارهای تکرار کننده» هستند که فرکانس انتقال چراغ‌های 406 مگاهرتز را به فرکانس متفاوتی تغییر می‌دهند تا از تداخل با گیرنده‌های اصلی جلوگیری شود. سیگنال‌های به اصطلاح «تبدیل شده» به پایانه‌های کاربر ارسال می‌شوند و در آن‌جا پردازش و رمزگشایی می‌شوند. پس از تأیید، اطلاعات چراغ به نزدیکترین مرکز هماهنگی نجات ارسال می‌شود.

آزمایشگاه فضایی OPS-SAT ESA یک مدار مکعبی است که برای آزمایش باز است. این دستگاه دارای یک کامپیوتر بسیار قدرتمند روی صفحه و قابلیت پیکربندی مجدد سیستم عامل خود در فضا است. این آزمایشگاه با هدف آزمایش توانایی‌های جدید کنترل ماموریت در مدار ایجاد شده است، چیزی که بسیار خطرناک است و نمی‌توان آن را در ماهواره‌های گران‌قیمت موجود آزمایش کرد.

اخیرا «در مدار نمایش»، OPS-SAT اولین رمزگشایی و پردازش سیگنال‌های رادیویی را از چراغ‌های اضطراری روی زمین با استفاده از نرم افزار منبع باز که روی ماهواره اجرا می‌شود، انجام داد.

این ماهواره کوچک اما قدرتمند «چراغ‌های مرجع» را شناسایی و رمزگشایی کرد-انفجارهای دوره‌ای که توسط ایستگاه‌های زمینی در شبکه Cospas-Sarsat برای نظارت بر عملکرد سیستم منتشر می‌شود. اما تفاوت چیست؟ OPS-SAT تنها اطلاعات لازم را که در چراغ‌ها وجود دارد به کنترل ماموریت ESA در دارمشتات آلمان منتقل کرد.

پردازش مستقیم چراغ‌های پریشانی در فضا به این معنی است که فضاپیما فقط به جای ضبط مداوم سیگنال‌های خام اصلی (که به عنوان پراکنده بودن انتقال چراغ‌ها خالی هستند) باید سیگنال‌های خاصی را به زمین ارسال کند. که نتیجه آن ارتباطات بسیار کارآمدتری است.

در وهله اول، این آزمایش نشان می‌دهد که وقتی فضاپیماها رایانه‌های قدرتمندی روی برد حمل می‌کنند، می‌توانند برخی از «نحوه تفکر» که در حال حاضر در زمین انجام می‌شود را به طور موثر کنترل کنند. هنگامی که آن‌ها نه تنها به عنوان دستگاه‌های ارسال کننده عمل نمی‌کنند، داده‌ها را جمع آوری کرده و به افراد یا ماشین‌های توانمندتر روی زمین منتقل می‌کنند، می‌توانند نقش مهمی در تبدیل مستقیم سیگنال‌های پیچیده به اطلاعات قابل اجرا ایفا کنند. این عوامل موفق راه را برای بسیاری از نانو ماهواره‌های آینده برای پیوستن به مأموریت‌های بزرگتر فعلی که این خدمات ضروری را فراهم می‌کنند، باز می‌کند.

به طور کلی، هنگامی که ماهواره‌ها انعطاف پذیر طراحی می‌شوند، می‌توان آن‌ها را طوری تنظیم کرد که با نیازهای در حال تحول جوامع زیر آن‌ها مطابقت داشته باشد. این امر به ویژه با ورود به عصر «اینترنت اشیاء» بسیار مهم خواهد بود – هنگامی که اشیاء فیزیکی اطراف ما از طریق اینترنت به یکدیگر متصل شده‌اند، شبکه گسترده‌ای از فناوری‌ها را ایجاد می‌کند که می‌تواند داده‌ها، سیستم‌های مراقبت‌های بهداشتی و حتی صنعت و زیرساخت‌های جهانی را با پیامدهای مربوط به خانه‌های ما متصل و تبادل کند.