太空通信與導航SCAN測試平臺 | 這可能是最昂貴的SDR無線電設備
2020-08-01 業餘無線電
SCAN測試臺（來源：NASA）
對於我來說
這似乎是世界上最昂貴的SDR設備
還有一點神秘
就像量子計算一樣
NASA的SCAN測試平臺是環繞地球軌道的多功能SDR電臺
文：SWLing Post Dan（VR2HF）
太空通信與導航（SCAN）測試平臺以前稱為通信，導航和網絡可重新配置測試平臺（CoNNeCT），是NASA研究無線電通信和全球定位系統（GPS）的測試設施。
在國際空間站上的SCAN測試臺（來源：NASA）
SCAN測試平臺於2012年7月20日在日本的H-IIB運載火箭發射，並安裝在國際空間站中，以提供在軌，可調整的軟體定義無線電（SDR）設施以及相應的地面和作業系統。這使任務執行者可以在通訊設備部署到太空後通過軟體遠程更改無線電通信的功能，從而為他們提供了適應新的科學任務環境的靈活性，並從科學有效載荷或通信系統中的異常情況中恢復。
SCAN 測試平臺有效載荷用於進行各種實驗，目的是進一步推進其他技術，降低其他太空任務的風險並實現未來的任務能力。
經過七年成功超過4200小時的測試，它於2019年6月3日退役，因為它在重新進入地球大氣層時在SpaceX CRS-17的後備箱中燒毀了。
國際空間站的外部圖像，顯示在最低點安裝了SCAN測試臺。
NASA的太空通信和導航測試臺與國際空間站的太陽能電池板相對應。
NASA的太空通訊測試臺前世今生
在這張2010年末的照片中，軟體工程師在後臺工作，當時Glenn研究中心的技術人員Joe Kerka旋轉了SCAN 測試平臺飛行箱組件。太空通信和導航或SCAN 測試平臺將在日本的H–IIB轉運車上發射並安裝在國際空間站上，並將為在軌，可適應的軟體定義無線電設施提供相應的地面和作業系統。這將使任務操作員能夠遠程更改無線電通信的功能，並提供靈活性以適應新的科學機會並從科學有效載荷或通信系統內的異常情況中恢復過來。這項工作是由SCaN計劃贊助的，是Glenn研究中心牽頭的，CoNNeCT或通信，導航和網絡可重配置測試平臺項目的一部分。
Glenn研究中心於2012年2月10日（星期五）上午10:30舉行一次媒體活動，以展示SCAN 測試平臺在運往日本之前的情況。
圖片來源：NASA / Quentin L. Schwinn
source: https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_2171.html
在發射升空後，將在國際空間站上測試新的和改進的未來太空旅行者交流的方式。SCaN測試臺，即太空通信與導航測試臺，是過去三年在美國宇航局格倫研究中心設計和製造的。
SCaN測試平臺將在空間站上提供一個軌道實驗室，用於開發軟體定義無線電（SDR）技術。這些系統將使研究人員能夠在未來幾年內進行一系列實驗，從而推動新一代空間通信的發展。
該測試平臺將成為第一個提供實驗實驗室的航天硬體，以展示許多新功能，包括利用軟體無線電技術的新通信，聯網和導航技術。SCaN測試平臺包括三個此類無線電設備，每個無線電設備具有不同的功能。研究人員將使用這些設備在測試平臺的五年計劃軌道壽命中改進這項技術。
SCAN 測試平臺項目經理Diane Cifani Malarik說：「軟體定義無線電在其生命周期內進行了有目的的重新配置，這使其與眾不同。」這可以通過發送給設備的軟體更改來實現，從而使科學家可以將其用於多種功能，其中一些功能可能在發布前就不為人所知。傳統無線電設備啟動後無法升級。
通過開發這些設備，未來的太空任務將能夠返回更多的科學信息，因為新的軟體負載可以增加新的功能或適應不斷變化的任務需求。新的軟體加載可以改變無線電的行為，以允許與以後使用不同信號或數據格式的任務進行通信。
太空通信與導航測試臺Glenn研究中心的工程師和技術人員（從左到右，順時針方向）：Joe Kerka，Tom Hudach，Andrew Sexton和Allan Rybar在臺車上在電力系統設施的西高灣地區運送SCaN測試臺飛行系統。大車。該小組準備使用懸掛在後臺的起重設備對飛行系統硬體進行重量和重心測試。圖片來源：NASA
SCAN 測試平臺是一個複雜的太空實驗室，由三個SDR組成，每個SDR都具有旨在推進技術不同方面的獨特功能。根據與通用動力公司和哈裡斯公司的合作協議，開發了兩種SDR，第三種是由美國加利福尼亞州帕薩迪納市的NASA噴氣推進實驗室（JPL）開發的。JPL還在測試臺的外部提供了五天線系統，用於與全美各地的NASA軌道通信中繼衛星和NASA地面站進行通信。
NASA位於馬裡蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心開發了駐留在JPL SDR上的通信軟體。
Glenn領導了設計，開發，集成，測試和評估工作，並提供了製造，組裝和測試SCaN Testbed所需的所有設施，包括飛行器車間，大型熱/真空腔，具有混響功能的電磁幹擾測試，大型潔淨室和多個天線範圍，包括潔淨室內的一個。
格倫還將成為SCaN測試平臺的任務運營中心，與阿拉巴馬州漢斯維爾的NASA馬歇爾太空飛行中心保持高速聯繫，以實現與空間站的實時指揮和遙測接口。美國宇航局詹森航天中心位於北卡羅來納州拉斯克魯塞斯的白沙測試設施以及維吉尼亞州沃洛普斯島戈達德的Wallops飛行設施將提供空間網絡和近地網絡通信。
SCaN測試平臺將發射到日本航空航天局H-IIB轉運車（HTV-3）上的空間站，並由機外機器人安裝到空間站外部桁架上的ExPRESS Logistics Carrier-3。
SCaN測試平臺將與其他NASA網絡組件一起，幫助構建用於人類探索的新一代太空通信的功能。
Ka波段軟體定義無線電（SDR）Harris AppSTAR™架構
文：mandrews
諸如智慧型電話和無線電之類的通信設備依靠電磁頻譜，尤其是「 S波段」部分來傳輸數據。鑑於這些技術的日益普及，S波段已成為許多用戶的擁塞。對於太空飛行任務而言，這是一個挑戰，尤其是考慮到必須從衛星，太空飛行器或國際空間站（ISS）將大量數據快速傳輸到地球的情況下。傳統上，負責從太空基礎設施傳輸數據的信號處理平臺通常是為滿足特定任務而定製的。不幸的是，任務的現實性和優先級在任務期間可能會發生變化，但是硬體在發射後無法更改。
需要什麼？
更多地訪問電磁頻譜，並在基於空間的硬體操作方面具有更大的靈活性。對於美國宇航局格倫研究中心和哈裡斯公司的科學家來說，答案是使用頻譜中「 Ka波段」部分的新技術，該技術的功能和波形可以通過更改控制硬體的軟體進行調整。類似於如何更新智慧型手機以添加新的「應用」以利用現有手機執行功能。
結果就是Ka-Band軟體定義無線電（SDR），它使用具有可重配置處理器的模塊化硬體設計來創建一項技術，該技術可為基於空間的基礎架構提供更高的數據傳輸速度。2012年，SDR作為空間通信和導航（SCaN）測試平臺的一部分向國際空間站發射，以驗證發射後第三方上傳新應用程式的能力。它很成功，至今仍在國際空間站上使用。
取得這一成就之後，哈裡斯公司開發了其SDR技術的商業版本，稱為Harris AppSTARTM。哈裡斯（Harris）提供這種標準化的SDR硬體，以及可針對每個客戶的任務進行定製和上傳的軟體和固件。如今，在太空中使用的無線電設備超過250種，其中包括銥星NEXT衛星星座，其中包含哈裡斯為Aireon天基飛機監控系統開發的託管有效載荷，可實時跟蹤飛機；以及確切的地球海上船舶跟蹤服務。另一項技術使世界之間的聯繫更加緊密。
source：https://www.spacefoundation.org/space_technology_hal/ka-band-software-defined-radio-sdr-harris-appstar-architecture/
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