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床在太空

美国宇航局的国际空间站正在采用工业网络技术,以努力降低与外部无线通信系统建设相关的集成成本。

来源:美国国家航空航天局-日出从国际空间站
来源:美国国家航空航天局-日出从国际空间站

自2000年以来,宇航员和宇航员一直在进行生物、物理、天文学等领域的实验美国宇航局国际空间站(ISS)该项目由来自美国、欧盟、加拿大、俄罗斯和日本的五个太空机构运营。

它是运行时间最长的载人飞船,也是轨道上最大的人造物体,长度和宽度有一个足球场那么大,大约有六间卧室的房子那么大,重92.5万磅。事实上,它是一个漂浮的实验室,每天运行15.5圈,每92分钟经历日出和日落。

所以,这不是一个普通的实验室。波音公司国际空间站项目经理汤姆·巴夏诺在上个月的主题演讲中谈到了国际空间站的无线基础设施,他说,它确实依赖于在任何工厂车间发现的相同技术自动化会议

联合站局域网(JSL)是一个连接所有美国和国际合作伙伴模块并支持通信的网络,它的部署在国际空间站计划从使用传统航空航天制造向商用现货设备(COTS)的过渡中发挥了关键作用。转向COTS是由于希望通过使用标准工业接口来降低空间访问成本。

巴斯西亚诺说:“推动制造业日常业务的力量也推动了我们的工业自动化。”

八英里长的电线连接了空间站上的电力系统,包括以太网交换机百通和无线接入点.当数据通过开关时,它在美国实验室被收集,并通过定制的航空电子设备发送到国际空间站ku波段系统(就像数字电视盘),用于下行传输视频和有效载荷(实验)数据等高速数据。ku波段系统然后将数据发送到绕地球运行的跟踪和数据中继卫星(TDRS), TDRS将数据传输到休斯顿的白沙测试设施和阿拉巴马州亨茨维尔的有效载荷操作中心。

在Moxa的帮助下,Basciano积极参与了外部无线通信(EWC)系统的创建,使休斯顿和亨茨维尔的飞行控制人员能够配置和管理太空中的网络,其方式与在典型的工厂车间中所做的基本相同。此外,该网络还允许宇航员访问互联网、收发电子邮件、通过IP语音(VoIP)打电话,甚至在NASA电视上与家人或公众举行视频会议。

在外太空使用无线网络的一个问题是它的传输速率只有10Mbits/s,这意味着要发送到地球上的数据必须是一块块传输的,所有复杂的处理都是在地球上进行的。

外部无线系统是国际空间站通信基础设施的重要补充。Basciano表示,虽然降低集成成本是该项目采用工业现成技术的主要原因,但可靠性更为重要。

虽然一些工厂的车间环境非常恶劣,但没有什么能与空间相比。首先要考虑的是,在国际空间站的高度,辐射环境要恶劣得多。此外,国际空间站上的热环境与地球上有很大的不同,外部设备在90分钟的轨道上经常会经历剧烈的温度变化,从面向太阳到深入黑暗的太空。还有那些讨厌的锡须——锡的导电晶体结构,有时会从用作最终饰面的锡表面生长出来。

许多电子系统故障都被归咎于锡晶须和锡虫造成的短路,锡虫是锡在极低温度下晶体结构的变化,它会导致材料变质并分解成粉末。

因此,在太空中使用COTS技术必须考虑很多因素。巴夏诺说,NASA对它带到国际空间站的东西持谨慎态度,但工业设备的坚固性有了很大的改善,主要发生在自动化和汽车行业,这逐渐改变了航天界对这项技术的态度。

例如,NASA也研究石油钻井平台的技术,因为他们希望提高设备的可靠性。因为当我们探索最后的边疆时,研究很重要,但宇航员的安全始终是重中之重——即使在地球上也是如此。

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