Недавно широкополосный терминал связи PExT Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США завершил основную орбитальную техническую проверку. Система доказала способность космических аппаратов переключаться между правительственными и коммерческими спутниковыми сетями связи для передачи данных, предоставляя космическим миссиям более гибкие возможности выбора каналов. Этот результат ориентирован на околоземную орбиту, лунные миссии и более дальние космические исследования, обеспечивая экспериментальную основу для будущей многоканальной архитектуры космической связи.

Связь космических аппаратов долгое время зависела от заранее спланированных ретрансляционных каналов и наземных станций. При проектировании миссии спутник или аппарат обычно привязывается к определенной сети связи, а передача данных, получение команд и планирование задач осуществляются по фиксированным каналам. С увеличением числа космических миссий требования к пропускной способности, надежности и гибкости планирования в области дистанционного зондирования, научных исследований, пилотируемой космонавтики, коммерческих космических станций и лунной инфраструктуры постоянно растут, и традиционная одноканальная модель уже не может удовлетворить более сложные формы организации миссий. Результаты проверки PExT открыли технологический путь для подключения космических аппаратов к различным услугам космической связи.

PExT использует широкополосную многоканальную терминальную схему, передавая данные между различными сетями связи в Ka-диапазоне. После вывода на орбиту на борту космического аппарата BARD компании York Space Systems терминал передал данные на наземную систему управления миссией через правительственную ретрансляционную систему, а также через коммерческие сети Viasat, SES Space & Defense и другие. Этот процесс подтвердил способность космического аппарата к межсетевой связи в реальных орбитальных условиях, а также показал, что коммерческие ресурсы спутниковой связи могут образовывать более глубокую синергию с правительственной системой космической связи. Для будущих космических миссий выбор канала может динамически определяться на основе зоны покрытия, требований к пропускной способности, стоимости, приоритета миссии и доступности сети, а не быть полностью ограниченным одним заранее заданным каналом.

Этот результат имеет прямое значение как для коммерческой космонавтики, так и для дальней космической связи. После быстрого увеличения числа спутников на низкой околоземной орбите потребности в передаче данных станут более рассредоточенными, более частыми и более зависимыми от гибкого планирования. Если коммерческие ретрансляционные сети смогут стабильно подключаться к правительственным миссиям, они смогут взять на себя часть нагрузки по связи на низкой орбите, позволяя правительственным ресурсам больше обслуживать лунные и дальние космические миссии. Для коммерческих спутниковых компаний услуги связи для космических миссий также расширятся от простого предоставления наземного подключения до участия в работе космической сети.

PExT продолжит проверку прямой связи с Землей. На этапе расширения будет использоваться глобальная сеть наземных станций SSC Space, и будут проведены многочисленные тесты прямого и обратного каналов на партнерской наземной станции в Вайльхайме, Германия. После объединения прямых каналов связи с Землей и ретрансляционных спутниковых каналов космический аппарат сможет выбирать более подходящий путь передачи данных в зависимости от потребностей миссии. Миссии по мониторингу стихийных бедствий, метеорологическому наблюдению, дистанционному зондированию океана и экстренному реагированию часто требуют более быстрой передачи данных на наземные системы обработки. Многоканальная связь помогает сократить время передачи данных, а также повышает устойчивость миссии при перегрузке или недоступности некоторых сетей.

Космическая связь впитывает зрелый опыт наземных информационных сетей. Наземные сети уже широко используют многооператорское взаимодействие, динамическую маршрутизацию, облачное планирование и программно-определяемые сети, в то время как космические системы в прошлом делали упор на специализированные каналы для миссий и высокоспециализированное оборудование. PExT объединяет многоканальное подключение, программно-определяемое радио, широкополосные космические терминалы и системы планирования миссий, предоставляя космическим аппаратам более открытые интерфейсы связи. Будущие многогруппировочные созвездия, лунные узлы связи, коммерческие космические станции и миссии по исследованию дальнего космоса будут нуждаться в таких управляемых, переключаемых и масштабируемых сетевых возможностях.

Программная оркестровка также является ключом к дальнейшему расширению этого результата. Для стабильного переключения в космической сети, помимо аппаратных терминалов, необходима система управления обслуживанием миссий, которая может идентифицировать доступные каналы, планировать окна передачи, распределять ресурсы связи и обеспечивать непрерывность канала. В дальнейшем PExT будет проверять возможности оркестровки услуг связи для нескольких миссий в сочетании с соответствующим программным обеспечением планирования. Когда космическая связь перейдет от одноканального соединения к этапу сетевого управления, космические аппараты смогут, как и наземные сетевые устройства, более гибко управлять передачей данных между различными службами.

Для цепочки информационно-коммуникационной промышленности успешная проверка PExT будет стимулировать развитие широкополосных космических терминалов, оборудования связи Ka-диапазона, программно-определяемого радио, коммерческой спутниковой ретрансляции, глобальных сетей наземных станций, программного обеспечения для планирования миссий, кибербезопасности космических сетей и технологий управления межсетевыми услугами. Коммерческие коммуникационные компании получат возможность войти в систему обслуживания космических миссий, а правительственные космические агентства смогут повысить устойчивость миссий за счет коммерческих сетей. По мере продолжения работы PExT и расширения тестирования многоканальная космическая связь перейдет от проверки отдельных технологий к инфраструктурным возможностям связи, более близким к инженерному применению, обеспечивая более прочную технологическую поддержку для лунной связи, исследования дальнего космоса и коммерческих космических услуг.