La récupération audacieuse des données sur la matière noire de la NASA

Et le voyage de récupération impliquant un télescope brisé, une alerte au couguar et la police.

Les données d’un

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>NASA La mission visant à cartographier la matière noire autour des amas de galaxies a été sauvée grâce à un nouveau système de récupération conçu par des scientifiques du

” data-gt-translate-attributes=”[{“attribute”:”data-cmtooltip”, “format”:”html”}]”>Université de Sydney. Le système a permis de récupérer des gigaoctets d’informations, même après un échec de communication et après que le télescope basé sur le ballon ait été endommagé lors du processus d’atterrissage.

Aperçu de la mission

En avril, le télescope d’imagerie à ballon à super pression (SuperBIT) a été lancé depuis l’aéroport de Wānaka, en Nouvelle-Zélande, suspendu sous un ballon rempli d’hélium de la taille d’un stade sportif au-dessus de l’atmosphère terrestre, et a fait 5,5 fois le tour du monde. Malheureusement, il fut endommagé lors de son atterrissage dans le sud de l’Argentine le mois suivant.

Un ballon superpresseur partiellement gonflé alors qu’il se prépare à être lancé depuis Wānaka, en Nouvelle-Zélande, le 16 avril 2023, avec la charge utile SuperBIT. Crédits : NASA/Bill Rodman

Succès de la récupération des données

Par ailleurs, deux packages du système de récupération de données stockant plus de 200 gigaoctets d’informations SuperBIT sont descendus en parachute et ont atterri en toute sécurité, y compris une carte de la matière noire autour des galaxies et de superbes photos de l’espace. La matière noire est une substance invisible dont la masse est six fois supérieure à celle de la matière ordinaire de l’univers.

Détails de l’étude et conception du système

Une étude dirigée par le Dr Ellen Sirks de l’École de physique de l’Université de Sydney, publiée aujourd’hui dans la revue Aérospatialfournit des instructions pour construire le système de récupération de données qu’elle a conçu et raconte la mission qui a démontré, pour un coût relativement faible, que les scientifiques peuvent garantir que les informations qu’ils collectent peuvent être récupérées dans le pire des cas.

Vue interne du système de récupération de données. Crédit : Sirks et coll.

Importance du système et première utilisation

Les auteurs de l’étude, composés d’une équipe de scientifiques internationaux d’Australie, du Royaume-Uni, des États-Unis, du Canada, d’Europe et de Taiwan, ont déclaré que la première utilisation des capsules du système de récupération de données au cours d’une mission scientifique en direct s’est avérée un énorme succès. succès.

« Notre télescope est arrivé au point où il a été complètement détruit et nous avons perdu les communications à large bande passante. Ainsi, non seulement le système de récupération de données a fonctionné ; c’était vraiment essentiel au succès de la mission », a déclaré le Dr Sirks.

« Lorsque vous faites tomber quelque chose du ciel, dans notre cas à une distance de 33 kilomètres, il y a toujours un risque que quelque chose se passe mal, c’est pourquoi les programmes de récupération sont essentiels pour protéger vos données.

« Ce package de dépôt est quelque chose que nous développons depuis environ cinq ans, mais ce n’est que maintenant que nous avons pu le tester dans sa configuration finale. Nous en sommes au point où la NASA souhaite commencer à produire ces packages pour d’autres missions scientifiques également. C’était donc vraiment notre test final pour montrer que ce système fonctionne.

Le candidat au doctorat Ajay Gill de l’Université de Toronto (à gauche) et le Dr Ellen Sirks de l’Université de Sydney (à droite) travaillent sur un package de système de récupération de données. Crédit : Steve Benton

Composants du système et processus de récupération

Le Dr Sirks a déclaré que les systèmes de récupération de données sont composés de petits ordinateurs dotés de cartes SD pour stocker les données, d’une liaison satellite faite maison pour « trouver mon téléphone » et de parachutes – logés dans des enceintes en mousse utilisant des objets du quotidien tels que des sacs à rôtir de poulet pour les conserver. imperméable.

L’histoire de la récupération des colis en elle-même était une mission. Le Dr Sirks a déclaré que la police locale de la campagne argentine avait aidé à récupérer les colis, étant donné le terrain accidenté où ils ont atterri.

« Au début, nous n’en trouvions pas et lorsque nous l’avons trouvé, il y avait des traces de couguars dans la neige à proximité, alors nous avons pensé que le sac de rôti de poulet n’était peut-être pas la meilleure idée. C’était assez drôle. Mais nous les avons récupérés assez facilement », a déclaré le Dr Sirks.

Méthodes de récupération de données dans les missions en ballon

Dans une mission typique basée sur un ballon comme celle de la NASA, les données sont téléchargées par satellite, mais le Dr Sirks a déclaré que les scientifiques ont souvent besoin d’une communication en visibilité directe pour télécharger les données rapidement, ce qui n’est pas toujours efficace ni possible.

Les observations à partir de ballons offrent également la qualité des télescopes spatiaux pour une fraction du budget – des millions de dollars contre des milliards.

“Dans notre cas, nous recevions tellement de données chaque nuit qu’il serait incroyablement lent et coûteux de récupérer ces données en cours de vol”, a déclaré le Dr Sirks.

“Pour le moment, le moyen le plus efficace pour télécharger des données est de les copier sur un lecteur SD et de les déposer sur Terre, ce qui est un peu fou, mais cela fonctionne bien.”

Référence : « Données téléchargées via un parachute à partir d’un ballon à superpression de la NASA » par Ellen L. Sirks, Richard Massey, Ajay S. Gill, Jason Anderson, Steven J. Benton, Anthony M. Brown, Paul Clark, Joshua English, Spencer W Everett, Aurélien A. Fraisse, Hugo Franco, John W. Hartley, David Harvey, Bradley Holder, Andrew Hunter, Eric M. Huff, Andrew Hynous, Mathilde Jauzac, William C. Jones, Nikky Joyce, Duncan Kennedy, David Lagattuta, Jason S.-Y. Leung, Lun Li, Stephen Lishman, Thuy Vy T. Luu, Jacqueline E. McCleary, Johanna M. Nagy, C. Barth Netterfield, Emaad Paracha, Robert Purcaru, Susan F. Redmond, Jason D. Rhodes, Andrew Robertson, L. Javier Romualdez, Sarah Roth, Robert Salter, Jürgen Schmoll, Mohamed M. Shaaban, Roger Smith, Russell Smith, Sut Ieng Tam et Georgios N. Vassilakis, 13 novembre 2023, Aérospatial.
DOI : 10.3390/aérospatiale10110960