På bara två år, ett team av NASA-ingenjörer åstadkom det som vissa trodde var omöjligt:​​gruppen skapade en mindre, mer kapabel "hjärna" för mindre rymdfarkoster.

Leds av projektledaren och chefsingenjören Noosha Haghani, som arbetar på NASA:s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, teamet utnyttjade år av kunskap som vunnits under utvecklingen av NASA:s Magnetospheric Multiscale-uppdrag, eller MMS, att designa ett betydligt mindre elektroniksystem.

Döpt till MUSTANG, kort för Modular Unified Space Technology Avionics för nästa generations uppdrag, tekniken fungerar som uppdragets hjärna och centrala nervsystem, kontrollerar alla funktioner som behövs för att samla in vetenskaplig data från ett uppdrag av typen Small Explorer. Detta inkluderar allt från rymdfarkoster och datahantering till attitydkontroll, kraft, och framdrivning, för att bara nämna några uppgifter. Teamet utvecklade också en variant av systemet – iMUSTANG – för instrumentelektronik och, som sitt syskon, det tillåter användare att välja olika funktioner beroende på instrumentbehov.

"Nyckeln till MUSTANGs framgång har varit integrationen av hårdvaru- och mjukvarudesign från dag ett, " sa biträdande direktör för Goddards Applied Engineering and Technology Directorate och tidigare MMS-projektledare Craig Tooley, som ledde insatsen. "Det ger maximal bearbetningsprestanda och är mycket flexibel."

Två versioner utvecklade

Genom deras användning av mix-and-match elektronikkort, de två MUSTANG-variationerna ger NASAs uppdrags- och instrumentutvecklare en mindre, mycket modulär, avioniksystem från hyllan som kan anpassas för att möta praktiskt taget alla mindre uppdragskrav – och, ännu bättre, till en reducerad kostnad, Haghani tillade. Även om det är olämpligt för vissa stora, flaggskeppsliknande rymdskepp, MUSTANG passar kostnadsbegränsade, ändå högpresterande uppdrag, sa Haghani.

"Ett av våra mål var att skapa ett flygelektroniksystem som uppdragsplanerare inte skulle behöva designa om för varje uppdrag, sa Pete Spidaliere, en Goddard-ingenjör som deltog i MUSTANGs utveckling. "Vi ville ge centret ett nytt sätt att göra saker, " tillade Haghani. "Tidigare, alla ville börja från början och utveckla sina egna flygelektroniksystem, vilket är dyrt. Genom att använda MUSTANG och iMUSTANG, utvecklare kan fokusera sin tid och sina resurser på sina uppdrag och instrument, inte elektroniken som driver dem."

Redan, de två MUSTANG-varianterna har lockat användare. NASA:s Pre-Aerosols Clouds and Ocean Ecosystems uppdrag, eller PACE, och Global Ecosystems Dynamics Investigation, eller GEDI, har valt MUSTANG för att driva sin verksamhet och finansierar utvecklingen av ytterligare kapacitet som kan användas i andra framtida NASA-uppdrag. Under tiden, ett av PACEs baslinjeinstrument, Ocean Color Instrument, eller OCI, planerar att anställa iMUSTANG.

MMS arv

Arbetet med att skapa ett modulärt flygelektroniksystem började för ungefär två år sedan precis när Goddards ingenjörer lade sista handen på de fyra rymdskepp som utgör NASA:s MMS-uppdrag.

Det blev uppenbart för Tooley, som tidigare var MMS-projektledare, att centret skulle kunna minska kostnaderna för rymdfarkostelektronik - traditionellt en dyr, företag på flera miljoner dollar – och bli mer konkurrenskraftig genom att erbjuda en hyllplan, ala-carte avioniksystem som användare kan anpassa för att möta sina egna behov.

"Motivationen är att hålla kostnaderna för omarbetning av styrelsen till ett minimum, sa Haghani.

Mindre till hälften

Med MMS:s flygelektroniksystem, MUSTANG-teamet minskade med hälften av lådans storlek och började designa och testa en central uppsättning kort som kontrollerar viktiga rymdskeppsfunktioner. Sedan dess, gruppen skapade 22 lättviktare, mycket kapabla kort, inklusive en som styr höghastighetskommunikation på upp till 1,2 gigabit per sekund. MUSTANG föddes.

"Vi tog MMS-designerna, krympte dem, och lagt till några kraftfulla funktioner, " Spidaliere sa, och tillägger att teamet sänkte kostnaderna med en faktor tre och skapade ett system som är lättare och mer robust än något som tidigare byggts på Goddard.

"En av de fantastiska sakerna med den här insatsen och Nooshas team är att de gjorde det omöjliga, " Spidaliere tillade, anspelande på ansträngningen som resulterade i ett helt nytt flygelektroniksystem på mindre än två år. "Det gick aldrig upp för dem att det här inte kunde göras."