NASA тестує 5G технології для майбутніх повітряних таксі

Інженери Національного управління з аеронавтики та дослідження космічного простору США вивчають можливості застосування технологій, які використовуються в існуючих мережах мобільного зв'язку, для підтримки авіації наступного покоління. У квітні та травні дослідники з Дослідницького центру Гленна NASA в Клівленді створили дві спеціалізовані радіосистеми для вивчення того, наскільки добре технологія мобільних мереж п'ятого покоління може впоратися з вимогами зв'язку повітряних таксі.

Кейсі Бакула, провідний дослідник проєкту з центру Гленна, пояснив мету дослідження: «Метою цього дослідження є розуміння того, як бездротові мережі мобільного зв'язку можуть бути використані авіаційною індустрією для відкриття нових горизонтів авіаційних операцій. Результати цієї роботи можуть слугувати планом для майбутніх постачальників авіаційних комунікаційних мереж, таких як провайдери супутникової навігації та телекомунікаційні компанії, а також допомогти Федеральному управлінню авіації у плануванні майбутніх вимог до мереж передової повітряної мобільності в містах».

Замість розробки повністю нових стандартів для зв'язку повітряних таксі, NASA досліджує можливість використання авіаційною індустрією досвіду, знань та інвестицій, зроблених індустрією мобільного зв'язку, для розвитку надійних, безпечних та масштабованих авіаційних мереж. Якщо мережі п'ятого покоління зможуть забезпечити вісімдесятивідсоткове рішення проблеми, дослідники зможуть зосередитися на визначенні решти двадцяти відсотків, які потрібно буде адаптувати для задоволення потреб індустрії повітряних таксі.

Мережі п'ятого покоління можуть обробляти великі обсяги даних одночасно та мають дуже низьку затримку передачі сигналу порівняно з супутниковими системами, що може зробити їх ідеальними для надання даних про місцезнаходження між повітряними судами в завантаженому міському небі. Наземні антени та мережі в містах можуть допомогти повітряним таксі залишатися на зв'язку під час польоту над будівлями, роблячи міські польоти безпечнішими.

Для проведення випробувань дослідники NASA створили систему, яка відповідає поточним стандартам п'ятого покоління та дозволить майбутні покращення продуктивності. Вони встановили одне радіо в літак Pilatus PC-12 агентства та налаштували інше радіо на даху будівлі Аерокосмічного комунікаційного центру Гленна. Маючи експериментальну ліцензію від Федерального управління авіації на проведення польотів, команда тестувала передачу сигналів, використовуючи радіочастотний діапазон, який Федеральна комісія зв'язку виділила для безпечного тестування дронів та інших безпілотних авіаційних систем.

Під час тестування літак PC-12 NASA виконував різні схеми польоту поблизу центру Гленна. Команда використовувала деякі схеми польоту для вимірювання того, як сигнал може слабшати, коли літак віддаляється від наземної станції. Інші схеми були зосереджені на визначенні областей, де сусідні будівлі можуть блокувати сигнали, потенційно викликаючи перешкоди або мертві зони. Команда також вивчала, як кут та положення літака відносно наземної станції впливали на якість з'єднання.

Ці початкові випробування надали команді NASA можливість інтегрувати свій новий радіотестовий стенд C-діапазону на літак, перевірити його основну функціональність та роботу відповідної наземної станції, а також удосконалити процедури тестування команди. Успішне завершення цих заходів дозволяє команді розпочати дослідження того, як стандарти та технології п'ятого покоління можуть бути використані в існуючих авіаційних діапазонах для надання послуг зв'язку повітря-земля та літак-літак.

Окрім досягнення цих початкових цілей тестування, команда також зафіксувала та підтвердила наявність пропелерної модуляції. Це форма погіршення сигналу, спричинена тим, що лопаті пропелера літака частково блокують радіосигнали під час обертання. Ефект стає більш значущим, коли літаки літають на нижчих висотах, на яких очікується експлуатація повітряних таксі. Конфігурація планера та кількість пропелерів на деяких нових моделях повітряних таксі можуть спричинити посилені ефекти пропелерної модуляції, тому команда визначила це як тему для майбутніх досліджень.

Дослідження NASA надасть базові дані про продуктивність, які агентство поділиться з Федеральним управлінням авіації та сектором передової повітряної мобільності авіаційної індустрії, який досліджує нові варіанти повітряного транспорту. Майбутні дослідження індустрії можуть зосередитися на таких питаннях, як максимальні швидкості передачі даних, співвідношення сигнал-шум та синхронізація між літаками та наземними системами. Дослідники зможуть використовувати базові дані NASA для вимірювання потенціалу нових змін або функцій комунікаційних систем.

Майбутні літаки повинні будуть нести основні комунікаційні системи для командування та контролю, безпеки пасажирів та координації з іншими літаками для уникнення зіткнень. Надійні бездротові мережі пропонують можливість безпечної експлуатації повітряних таксі, особливо в містах та інших переповнених районах.

Ця робота очолюється проєктом NASA Air Mobility Pathfinders у рамках Програми операцій та безпеки повітряного простору на підтримку місії NASA з передової повітряної мобільності.