ICARUS, амбициозный проект по крупномасштабному наблюдению за животными на базе Международной космической станции (МКС) готов к запуску.
Всемирно известный исследовательский проект осуществляется под руководством Института орнитологии им. Макса Планка (MPIO), расположенного в Радольфцелле на Боденском озере (Германия), в сотрудничестве с Аэрокосмическим центром Германии (DLR) и Российской государственной корпорацией по космической деятельности «Роскосмос». Компания Rohde & Schwarz реализует беспроводную технологию для передатчиков, прикрепленных к животным.
Куда они летят?
Оснащение животных маленькими передатчиками уже давно стало возможным благодаря миниатюризации электроники и датчиков. Они позволяют удобно наблюдать за поведением животных, не вторгаясь в их жизненное пространство. Однако применяемые передатчики обеспечивали очень ограниченную дальность действия, потому что использовали технологию мобильной связи или простые методы аналоговой радиосвязи. В отличие от них, космическая система наблюдения ICARUS обладает глобальным охватом.
Она легко и с высоким разрешением отслеживает перемещения птиц и других мигрирующих животных, куда бы они ни направлялись, даже через континенты. Несмотря на то, что нам известно множество мигрирующих видов, и о том, куда они направляются, исследователи до сих пор не имели доступа к информации об их точных маршрутах, их поведении и условиях окружающей среды, с которыми они сталкиваются во время своих путешествий. Система ICARUS даст самые точные и актуальные ответы на эти вопросы.
Миссия ICARUS: спутниковые технологии на благо биологии
Центром системы ICARUS является Международная космическая станция (МКС). Она движется практически по круговой орбите. Таким образом, МКС проходит над более чем 90 процентами поверхности Земли каждый день. Благодаря низкой высоте орбиты около 400 км, она хорошо доступна для маломощных радиопередатчиков. Это навело партнеров проекта ICARUS на мысль использовать МКС в качестве удаленной станции для наблюдения за животными.
Однако при этом не было готовых, подходящих для данного случая технологий радиосвязи. Небольшая компания INRADIOS (теперь дочерняя компания Rohde & Schwarz), специализирующаяся на спутниковой радиосвязи, предложила решение этой проблемы. Совместно с со спин-офф компанией ICARUS Global Observation System (I-GOS) института MPIO, компанией SpaceTech и космическим агентством DLR компания INRADIOS разработала технологию радиосвязи, передатчики для животных, модуль обработки сигналов для МКС и наземные станции, которые способны принимать сигналы вместо МКС.
Метка для каждого животного
Передатчик (метка) для животных, изготовленный Rohde & Schwarz, приближается к пределам миниатюризации. Он настолько компактный (2 см²) и легкий (< 5 г), что его могут легко носить даже маленькие животные. Передатчик содержит процессор и память, приемник GPS, радиомодуль, аккумулятор, солнечную батарею и несколько датчиков для сбора данных об окружающей среде и движении. Это дает информацию о том, где находятся животные и об их перемещениях, а также о таких условиях окружающей среды, как температура, влажность и атмосферное давление.
Морская версия метки будет также водонепроницаемой, устойчивой к давлению и плавучей, т.е. такой, чтобы ее можно было устанавливать на морских существах. Ее крепление будет спроектировано таким образом, чтобы через некоторое время освободить метку, что позволит ей всплыть на поверхность и установить радиосвязь с МКС. В процессе разработки находятся дополнительные специализированные версии для определенных видов.
Аист — станции МКС: ответьте, пожалуйста
МКС действует как приемник данных, который получает данные от помеченных животных при прохождении над ними. Передача данных на МКС происходит в узких временных интервалах. Животные находятся в зоне действия радиосвязи всего 15 секунд в день. Эти временные интервалы должны быть точно предсказаны. Используя эфемеридные данные МКС, передаваемые ей через равные промежутки времени, метка рассчитывает временные интервалы и подготавливается к передаче и приему в заданные моменты времени. Большую часть своего времени метка проводит в режиме ожидания с низким энергопотреблением и пробуждается таймером только тогда, когда в соответствии с программой должны быть получены данные или установлена радиосвязь.
Всю статью и доп материалы вы можете прочитать на официальном сайте Rohde & Schwarz
28 и 30 января 2020. Rohde & Schwarz приглашает вас принять участие в научно-практической конференции: «Технологические особенности сетей пятого поколения – 5G New Radio»