Wie wird NavCube (tatsächlich) für die XCOM-Tests und -Demonstrationen wichtig sein?

Laut dem NASA -Nachrichtenartikel könnte der NavCube der NASA eine Röntgenkommunikationsdemonstration im Weltraum unterstützen – eine Premiere der NASA :

Die neue Technologie namens NavCube kombiniert den SpaceCube der NASA, eine rekonfigurierbare und schnelle Flugcomputerplattform, mit dem Flugempfänger des Navigator Global Positioning System (GPS). Navigator

[...]

„Ein Match made in Heaven“

Als Teil der potenziellen XCOM-Demonstration wird NavCube die Elektronik für ein Gerät namens Modulated X-ray Source oder MXS ansteuern, das schnelle Röntgenpulse erzeugt und viele Male pro Sekunde ein- und ausschaltet.

Aus diesem Artikel geht hervor, dass NavCube ein einzigartiger, schneller Computer für Weltraumanwendungen ist, kombiniert mit einem einzigartigen, empfindlichen GPS-Empfänger, der ebenfalls für Weltraumanwendungen optimiert ist.

Die Untersuchung/Demonstration der Röntgenkommunikation wird einen Röntgensender an einem Ende der ISS und einen Röntgenempfänger am anderen platzieren. In diesem Fall wird der Empfänger NICER sein , eine Reihe von Röntgenteleskopen, die hauptsächlich zur Untersuchung astronomischer Quellen wie Neutronensterne und zur Untersuchung der möglichen Nutzung des Timings von Pulsaren als Weltraumpositionierungssystem für die Navigation verwendet werden.

Würde NavCube dann eigentlich nur als Signalgeber für irgendeinen gepulsten Hochgeschwindigkeits-Röntgengenerator dienen?

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oben: „ NavCube, das Produkt einer Fusion zwischen den von Goddard entwickelten SpaceCube 2.0- und Navigator-GPS-Technologien, könnte eine entscheidende Rolle dabei spielen, die Röntgenkommunikation im Weltraum zu demonstrieren – eine potenzielle Premiere der NASA . Credits: NASA/W. Hrybyk“ von hier

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oben: NICER, Astrophysics on the International Space Station – Understanding ultra-density matter through soft X-ray timing .

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oben: NICER-Röntgen-Timing-Teleskop/Konzentrator-Array, von About NICER .

Antworten (1)

Ja, es scheint, dass NavCube hauptsächlich als Signalquelle für den Röntgengenerator dienen wird. Tatsächlich bestätigt ein Artikel dies ausdrücklich:

Die Aufgabe von NavCube besteht darin, den Ein- und Ausschalter des MXS zu betreiben, sagte Jason Mitchell, ein Ingenieur bei Goddard, der zur Weiterentwicklung des MXS beigetragen hat.

Ich stimme zu, dass dies zunächst nicht nach viel Arbeit klingt. Allerdings heißt es in dem Artikel auch:

Es könnte auch dazu beitragen, – zum ersten Mal – Röntgenkommunikation im Weltraum zu demonstrieren, eine Fähigkeit, die die Übertragung von Gigabit pro Sekunde im gesamten Sonnensystem ermöglichen würde.

Wenn wir das wörtlich nehmen, wäre ein Durchsatz von mehreren Gigabit ein enormes Upgrade. Der aktuelle Daten-Downlink der ISS scheint in der Größenordnung von 300 Megabit zu liegen. Abgesehen von möglichen internen Glasfaserverbindungen gibt es einfach keinen Grund, warum Netzwerkhardware, die Gigabit-Raten unterstützt, auf der Station sein sollte.

Angesichts dessen halte ich es für wahrscheinlich, dass NavCube mit einer Uhr und FPGAs fliegt, die einen Machbarkeitsnachweis für die gesamte Verbindung ermöglichen.

Während die Röntgenquelle mit einer niedrigeren Rate betrieben werden könnte, würde dies nur Teile der Technologie testen. NavCube kann die Emulation eines viel flugähnlicheren Systems ermöglichen, daher die Kommentare über ein "Match made in Heaven".

Ich gehe davon aus, dass NICER das Timing mit ns-Präzision messen kann, aber ich bin mir nicht sicher, ob es für die Verarbeitung (Erfassen und Puffern / Speichern) von GHz-Datenraten ausgelegt ist. Pulsarraten betragen nur ungefähr Hz bis kHz, und da dies sowohl für Wissenschaft/Astronomie als auch für pulsarbasierte Positionsmessungen ausreicht, wurde ihm möglicherweise keine hohe Datenstromratenfähigkeit gegeben. Dennoch könnte es der einzige verfügbare vollständig steuerbare/konfigurierbare Signalgenerator sein.
Ich bin mir sicher, dass sie nicht mehr Fähigkeiten fliegen wollen, als sie brauchen, stimmt. Eines der erklärten wissenschaftlichen Ziele von NICER ist jedoch die Messung der „Stabilität von Pulsaren als Uhren“ sowie der „Eigenschaften von [Pulsar-]Ausbrüchen, Oszillationen und Präzession“. Das Messen kleiner Schwankungen in einer kHz-Rate könnte möglicherweise GHz-Abtastgeschwindigkeiten erfordern. Kombinieren Sie dies mit der Tatsache, dass die ISS (nach Luft- und Raumfahrtstandards) über viel Energie und Speicher verfügt, und ich wäre nicht überrascht, wenn NICER mit dieser Rate umgehen könnte.
Ich werde mich eingraben und sehen, was ich finden kann, aber ich denke, dass jeder einzelne Konzentrator auf dem NICER-Array seinen eigenen Detektor hat und die Zählrate in jedem einzelnen Detektor sehr niedrig ist. Mit anderen Worten, jeder Detektor könnte tatsächlich einmal pro Sekunde oder einmal pro Minute ein einzelnes Röntgenphoton von der Zielquelle (z. B. Neutronenstern) erfassen. zum Beispiel, und für jedes Ereignis werden die Pulszeit und -höhe protokolliert und eingeteilt. Nach einiger Zeit wird die durchschnittliche Pulsform im Histogramm angezeigt. Ich werde sehen, was ich noch finden kann, oder in ein paar Tagen hier eine neue Frage stellen.
So zum Beispiel: i.stack.imgur.com/XjXhL.png von hier - Radiopuls-Timing oben gezeigt, Röntgen in der Mitte, oder dieses i.stack.imgur.com/vp72m.gif von hier .
Wie wird NavCube (tatsächlich) für die XCOM-Tests und -Demonstrationen wichtig sein?
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