Suunnittelu: toimivan tehtävän rakentaminen

Tasapainota sähkö koko kiertoradan ajan

Aurinkopaneelit tuottavat sähköä, kun ne ovat auringonvalossa, ja akut varastoivat energiaa ajoiksi, jolloin tuotanto ei riitä. Teho on nopeus, jolla energiaa siirtyy. Energia on kertynyt määrä. Järjestelmä voi vastata lyhyeen tehohuippuun, mutta sillä ei silti ole riittävästi varastoitua energiaa pitkän toiminnon loppuun saattamiseen.

Tehobudjetti luettelee odotetun kulutuksen eri toimintatiloissa. Siinä on otettava huomioon muuntohäviöt, lämpötila, laitteiston heikkeneminen ja epävarmuus. Suurinopeuksinen alalinkki voi vaatia enemmän tehoa kuin hiljainen seuranta, ja akun lataus kilpailee muiden tarpeiden kanssa auringonvalon aikana.

Lämpötilan säätö on energianhallintaa

Tyhjiössä avaruusalus ei voi jäähtyä siirtämällä ympäröivää ilmaa kuten pöytätuuletin. Lämpö siirtyy avaruusaluksen sisällä johtumalla ja pintojen sekä ympäristön välillä säteilemällä. Tuleva auringonvalo, heijastunut valo, Maan lämpösäteily ja sisäiset elektroniikkalaitteet vaikuttavat kaikki lämpötasapainoon.

Eristys vähentää ei-toivottua lämmönvaihtoa; säteilijät tarjoavat pintoja, joiden tarkoitus on luovuttaa lämpöä. Lämmittimet voivat pitää akut tai instrumentit hyväksyttävien rajojen sisällä. ”Avaruus on kylmä” on siis huono suunnittelusääntö. Auringossa oleva komponentti voi ylikuumentua, kun varjossa oleva jäähtyy liikaa.

Tiedä, mihin instrumentti katsoo

Asento tarkoittaa suuntausta, ei kiertoradan sijaintia. Avaruusalus voi olla oikeassa paikassa mutta katsoa väärään suuntaan. Anturit, kuten tähtiseurantalaitteet, aurinkoanturit ja gyroskoopit, auttavat arvioimaan suuntaa tai pyörimistä. Toimilaitteet, kuten reaktiopyörät, magneettiset vääntötangot ja työntimet, muuttavat tai ylläpitävät sitä.

Suuntausvaatimukset tulevat hyötykuormasta ja tietoliikennejärjestelmästä. Kamera voi tarvita vakaan näkymän valotuksen aikana, kun taas kapeakeilainen antenni tarvitsee linjauksen vastaanottoaseman kanssa. Nämä toiminnot voivat kilpailla keskenään, joten aikataulu voi erottaa kuvauksen, alalinkin ja energian talteenoton ajanjaksot toisistaan.

Ohjelmisto koordinoi näitä toimintatiloja ja reagoi vikoihin. Vahtikoira-ajastin voi auttaa havaitsemaan jumiutuneen suorituksen; turvatilalogiikka voi vähentää toimintaa ja suojata perustoimintoja. Redundanssi voi parantaa palautumiskykyä, mutta kaksoiskappale ei ole automaattisesti riippumaton, jos molemmat käyttävät samaa haavoittuvaa virtalinjaa tai ohjelmistovirhettä.

Muuta mittaukset puolustettavaksi kartaksi

Optinen ilmaisin tallentaa vastauksen saapuvaan sähkömagneettiseen energiaan. Kalibrointi liittää tämän vasteen fysikaalisiin suureisiin. Geopaikannus liittää mittaukset paikkoihin Maan pinnalla. Ilmakehäkorjaus voi auttaa arvioimaan pinnan ominaisuuksia ottamalla huomioon pinnan ja anturin välisiä vaikutuksia. Jokainen vaihe perustuu malleihin ja tuo mukanaan epävarmuutta.

Kasvillisuustutkimuksissa verrataan usein punaisen ja lähi-infrapunan alueen havaintoja, koska terve kasvillisuus on vuorovaikutuksessa näiden aallonpituusalueiden kanssa eri tavoin. Kasvillisuusindeksi on valittujen mittausten matemaattinen tiivistelmä, ei suora ja yleispätevä lukema kasvin terveydestä. Maaperän tausta, kasvilaji, kasvuvaihe, ilmakehä ja havaintogeometria voivat vaikuttaa tulkintaan.

Landsat, jota operoivat NASA ja Yhdysvaltain geologinen tutkimuslaitos (USGS), sekä Copernicus Sentinel-2 -tehtävä ovat esimerkkejä monispektrisestä havainnoinnista. Sentinel-1 käyttää tutkaa, aktiivista järjestelmää, joka lähettää energiaa ja mittaa takaisin tulevan signaalin. Tutka voi havaita monien pilvien läpi, mutta sen signaalin tulkinnassa on otettava huomioon pinnan karkeus, kosteus ja geometria.

Spatiaalinen erotuskyky kuvaa maastotason yksityiskohtia, joita mittaus edustaa. Se ei takaa, että jokainen tämän kokoinen kohde voidaan tunnistaa. Kartta tarvitsee myös validoinnin riippumatonta tietoa vasten. Kenttähavainnot ja huolellisesti valitut vertailuaineistot auttavat arvioimaan, tukeeko tuote sen tarkoitettua päätöstä.

Tarkista osat, validoi tarkoitus

Verifiointi kysyy, täyttääkö järjestelmä sille määritellyt vaatimukset. Validointi kysyy, vastaako se todellista käyttäjän tarvetta sille tarkoitetussa ympäristössä. Sähkötestin läpäiseminen ei todista, että kasvillisuustuote vastaa maatalouden kysymykseen, joka oikeutti tehtävän.

Tiimit käyttävät rajapintadokumentteja, testimenettelyjä ja konfiguraatiotietueita, jotta todisteet pysyvät yhteydessä todella lennettyyn laitteistoon ja ohjelmistoon. Operatiiviset harjoitukset koettelevat maaryhmää yhtä lailla kuin avaruusalusta. Tehtäväsuunnitelmaan kuuluvat myös käytön päättämiseen liittyvät toimet, datan dokumentointi ja tuotteiden pitkäaikainen saatavuus.

Järjestelmäyhteys: vähemmän mutta paremmin ajoitettujen mittausten kerääminen voi joskus tuottaa hyödyllisempiä tuloksia kuin raakadatan määrän maksimointi. Optimoi tehtävän vastausta, ei yhtä vaikuttavaa yksittäistä spesifikaatiota.