英国エディンバラのAlpha Data社は、NASAの国際宇宙ステーション（ISS）にFPIE-D (Focal Plane Interface Electronics-Digital)が採用されたことを発表しました。
宇宙ステーションが地球を周回する際にNASAの機器によって収集されたデータは、地球表面ミネラルダスト源調査 (EMIT) と呼ばれ、砂漠や乾燥地域が気候に与える影響について科学者が理解を深めるのに役立ちます。7月14日にSpaceX社のDragonカーゴカプセルに乗ってISSに飛ばされたEMITは、1週間後に宇宙ステーションのトラスに設置され、7月28日に最初の測定を行いました。この機器は、NASAのジェット推進研究所 (JPL)とのパートナーシップで開発されたミッションクリティカルな Alpha Data製ハードウェアを備えています。
「EMITは、可視スペクトルと赤外スペクトルを調査して鉱物の塵雲の構成を決定できる最先端の画像分光計で構成されています。これは、地球の大気と気候変動を促進する要因についての私たちの理解における重大なギャップを埋めるでしょう。」と、シニア設計エンジニアの David Dolman氏は述べています。「この機器は、圧縮およびクラウドスクリーンでの高性能オンボード処理とデータストレージの新しいスタンダードを確立します。」
Alpha Data社が提供するFPIE-D (Focal Plane Interface Electronics-Digital)は、分光計、ISS、および地上チームの間で重要なインターフェースの役割を果たします。Alpha Data製FPIE-Dは、328のスペクトルバンドを連続的にスキャンし、敵対的な高放射線環境で動作しながら高いデータレートを処理することができます。この頑丈な電子ユニットは、ISSの軌道が関心のある領域を横切るときに構築されたターゲット領域の詳細な画像をデジタル化し、保存し、中継します。
高性能FPIE-Dハードウェアは、コロラド州リトルトンにあるAlpha Data社によって設計・製造管理され、Adaptive SoC FPGA (System-on-a-Chip Field-Programmable Gate Array) を実行および構成するソフトウェアとファームウェアに基づくシステムは、イギリスのエディンバラにある本社のスペシャリストによって開発されました。機器全体もエディンバラのAlpha Data社によって設計されました。
EMIT FPIE-Dボードの設計は、Alpha Data製 XMCフォームファクタのZynq7100ボードに基づいています。COTSボードは、宇宙に適したものにするため(必要に応じてコンポーネントを宇宙グレードの同等品に交換する)、COTS製品では利用できなかったEMITミッションに必要な機能を追加するために再設計されました。EMIT FPIE-Dボードの開発は、ジェット推進研究所 (JPL)、Correct Designs社、およびMercury Systems社と連携して、宇宙で証明されたデータ取得、クラウドスクリーニング、圧縮、ストレージ、およびダウンリンクシステムを必要とする広範な独自の研究開発を伴いました。
EMITは、地球の乾燥地域のミネラルダスト組成をマッピングして、ダストが気候の加熱と冷却にどのように影響するかをよりよく理解することに重点を置いています。この装置は、地球上の物質から反射される何百もの波長の光を測定することによって機能します。さまざまな物質がさまざまな波長の光を反射し、一種のスペクトルフィンガープリントを生成します。これを画像分光計で収集し分析することで、それらが何でできているかが明らかになります。
「EMITから取得したデータは、地球の加熱と冷却およびそのサイクルでミネラルダストが果たす役割についてより多くの洞察を与えてくれます。」NASAの主任科学者で上級気候アドバイザーのKate Calvin氏は、次のように述べています。「EMITは、6つの大陸で何十億もの新しい分光測定値を収集し、知識のギャップを埋め気候科学を進歩させます。この並外れた性能により、地球の乾燥地域 (地球の陸地表面の約25%) の鉱物を 1年以内に包括的にマッピングし、気候科学の目標を達成する予定です。」
「EMITの展開の成功は、Alpha Data社にとって画期的な成果であり、NASA JPLとの歴史的な関係をさらに強化します。」と、Alpha Data社のマネージングディレク
ターであるDavid Miller氏は付け加えます。「Alpha Dataは、頑丈な市販 (COTS) および改良型市販 (MCOTS) コンポーネントをJPLに提供しており、EMITは設計から展開までさらにはそれを超えて当社の製品を最大限に活用しています。」
EMITに搭載されているFPIE-Dは、Alpha Data社の開発フレームワークの比類のない能力を示し、信頼性の高い宇宙仕様の既製の電子機器を生成します。これらの再プログラム可能な放射線耐性キットは、実験室の条件から地球軌道での長期運用まで、厳しい認証プロセスを備えたさまざまな要求の厳しい用途に適しています。
現在、ISSの見晴らしの良い場所から、EMITは現在これまでにないデータを提供しており、乾燥地域からの強風によって長距離にわたって運ばれる鉱物の粉塵の雲が、移動中に大気を冷却または加熱し、暗い粒子が太陽光を吸収する方法を詳しく説明しています。
Alpha Data社の記事原文はこちら：https://www.alpha-data.com/alpha-data-powers-nasas-climate-change-mineral-dust-detector-on-space-station/