Aviónica, comunicación y mando del CM de Orion

-Sistemas del módulo de comando o módulo de tripulación de la nave Orion-

Sistemas de aviónica, comunicación y mando

El término aviónica en castellano, proviene de la palabra inglesa "avionics",​ formada con la contracción de "aviation" (aviación) y de "electronics" (electrónica). El sistema de aviónica Orion debe proporcionar una infraestructura para comandar, controlar y supervisar todos los subsistemas. La aviónica y demás componentes electrónicos utilizados en Orion han sido reforzadas para soportar condiciones extremas y

fluctuaciones de radiación y temperatura. La aviónica también puede manejar la acústica severa y la vibración entornos asociados con el lanzamiento, la órbita, una entrada ardiente en la atmósfera de la Tierra, y un aterrizaje en agua salada. El sistema de aviónica de la Orion consta de siete subsistemas principales: comando y manejo de datos; orientación, navegación y control (GN&C) (por Guidance, Navigation and Control (GN&C); comunicaciones y seguimiento; instrumentación; poder; pantallas y controles; y software de vuelo (FSW) (Flight software).

Ensayos de integración de los tripulantes con los sistemas de aviónica en una maqueta de la nave Orion para los cuales Lockheed Martin contó con la colaboración de astronautas con experiencia en misiones anteriores.

(Foto: James Blair, NASA).

Los técnicos encienden el módulo de tripulación Orion en el Centro Espacial Kennedy en Florida. (Lockheed Martin)

La empresa Honeywell, hará un aporte fundamental bajo un contrato con Lockheed Martin, suministrará sistemas de guía y navegación para las próximas misiones Artemisa de la NASA. El CM o módulo de comando o tripulación de Orion alberga una serie de unidades de aviónica de última generación para manejar todos los datos generados por los sistemas a bordo, controlar las diversas funciones y ejecutar comandos enviados desde la Tierra o por la tripulación y devolver la telemetría de los sistemas para de esta forma obtener información sobre el estado de los sistemas. Los componentes incluyen el altímetro barométrico, el sistema de medición inercial y el receptor GPS. En el futuro Honeywell proporcionará por un contrato cerrado a principios del año 2020 con Lockheed Martin, 14 tipos de productos para las misiones Artemis III a V, incluidas soluciones de hardware y software, para apoyar las misiones lunares de la NASA. Incluye sistemas de guía y navegación, altímetro barométrico, sistema de medición inercial y receptor GPS, así como elementos de manejo de datos de comando como la computadora de gestión del vehículo. Las pantallas y los productos de control incluirán tres unidades de visualización y puntales, siete paneles de control y dos controladores manuales, y el software de vuelo central para las misiones Artemis III a V.

Integración de aviónica – (Foto: NASA)

El cerebro de la nave Orion es la computadora de gestión de vehículos fabricada por Honeywell. VMC (Vehicle Management Computer) es un sistema robusto que es internamente redundante y ofrece más potencia de cálculo a la nave espacial Orion que a cualquier nave espacial tripulada anterior en el pasado. El VMC facilita dos módulos informáticos de alta integridad que se encargan de ejecutar el control de vuelo y otro software, un módulo de memoria flash de alta densidad y un módulo de enrutador de red Ethernet con interfaces de línea dura para todos los controladores de vehículos que operan los diversos sistemas a bordo. La computadora es una sola unidad electrónica que consta de cuatro módulos independientes que ofrecen la capacidad de procesamiento para la Orion y se comunican con la otra aviónica de la nave a través de conexiones Ethernet redundantes utilizando controladores de interfaz de red TTEthernet y conmutadores de red también desarrollados por Honeywell. El sistema de red Ethernet conecta una variedad de sistemas de módulos de tripulación, que incluye el terminal de comunicaciones, las unidades de procesamiento de video, los sistemas de navegación, las unidades de potencia y datos, y las pantallas y controles de la tripulación.

El "glass cockpit" de la Orion de clara inspiración en el Boeing 787, apodado "Dreamliner" se centra entorno de tres grandes pantallas DU-1310 de Honeywell International, Inc.

El sistema de datos interactúa con el módulo de servicio a través de las unidades de datos de potencia del adaptador del módulo de tripulación. En general, el bus de datos a bordo mueve los datos 1.000 veces más rápido que los sistemas empleados en el transbordador espacial y la EEI (Estación Espacial Internacional).

Antena de matriz en fase – (Foto: Ball Aerospace)

El módulo de tripulación Orion utiliza un sistema de comunicaciones de alta velocidad que emplea cuatro antenas de matriz en fase que se utilizarán para comunicaciones de video, datos y voz con la nave espacial, así como enlace ascendente de comando y enlace descendente de telemetría a estaciones terrestres o sistemas satelitales de seguimiento y retransmisión de datos de la NASA.

Los ingenieros vestidos con los trajes espaciales demuestran cómo cuatro miembros de la tripulación estarían dispuestos para el lanzamiento dentro de la nave espacial Orion, utilizando una maqueta del vehículo en el Centro Espacial Johnson. (NASA/Robert Markowitz)