在火星上的聪明才智直升机面临的挑战

29-04-2021 |  |  By 罗宾米切尔

最近,火星上的聪明才智直升机表演了它的第一个成功的航班,证明飞行工艺可能是太空旅行的未来。什么是聪明才智,电子产品有助于使其有可能,以及它面临的挑战是什么?

什么是聪明的直升机?

聪明的直升机是一个 原型直升机通过最新的美国宇航局流动站运送到火星,坚持不懈。该项目的目标首先证明直升机可以在火星上运作,从那里开始,继续证明未来的罗盘可以使用无人机更有效地使用。

外星体群体面临着许多可能使它们非常困难的挑战。面临的第一个挑战是,这些机构几乎总是数百万的一英里,因此,信号需要时间到达流浪者。这意味着必须仔细计划任何操作,并作为一系列命令而不是使用实时驾驶。

这种流浪者所面临的第二次挑战是,被登陆的地区是未知的,并将流动站推向错误的区域可以有效结束任务,如果流动站陷入困境。因此,流浪者必须与研究人员一起以非常小的增量移动,研究照片和数据以确定最佳路径。

罗洛夫面临的第三次挑战是,当结合上述两个挑战时,流动站无法探索所有感兴趣的领域,而是必须优先考虑。这导致潜在的发现没有制造,因此减少了流动站的使用。

因此,美国国家航空航天局决定利用叫做聪明才智的直升机解决这些挑战。无人机背后的想法是它可以在很远的距离中发出并提供映射和兴趣点。从那里,研究人员可以在专门探索该地区之前先检查许多领域。


什么电子有助于为直升机供电?

聪明的直升机只重1.8kg,具有350W的功率等级,转子直径为1.2米。直升机的结构主要依赖于碳纤维,因为这提供了优异的重量比强度。然而,电器供电的电子产品是相当特殊和意外的。

根据Tim Canham,JPL,NAS探针和设备的高级软件工程师在A到D之间被课程,是最优先级并需要最小的风险。同时,D表示低优先级和高风险。聪明才智有一个评价 B类意味着它具有很高的优先级,但需要降低风险的需要并不像一个设备的级别。一个类设备的示例是恒定的流动站本身,因为这必须工作。

但是,B级别的直升机允许开发团队使用更少的高端电子产品。虽然选择关键组成部分 辐射 - 硬化能力,许多其他组件是“现成的”,甚至是来自火花赛的一些部件。 

驱动直升机的主要处理器是常用于手机中的高通氧p载体801。虽然这看起来像一个基本的微处理器,但事实是直升机的CPU比船坞主处理器快的数量级。这是因为在流动站上使用的处理器需要成为一个经过验证的设计,并且可以证明这样的部分可以获得这样的唯一方法是数十年的使用而没有失败。 

直升机的导航是使用VGA单色相机,激光高度计和手机级IMU完成的。有趣的是,火星上的磁场非常弱,随机意味着不可能的磁直向和导航。在直升机上完成的所有导航都使用可视数据进行映射。它不是存储该区域的整个地图,它使用视觉帧之间的差异来确定其方向和位置。

直升机上的操作系统基于Linux,此系统以前用于其他特派团,包括CubeSats。此外,该软件是开源,可在Github上可用,供任何人查看和使用。 //github.com/nasa/fprime

这种系统面临的挑战是什么?

探究超越地球面临的挑战将把大多数制造的装置羞辱。从极端辐射到强大的G力,航天器上的任何电子系统都必须承受极端极端。 

这是这些极端,看到许多航天器依赖于多年来一直被证明的非常旧的技术。例如,美国宇航局工艺品中的控制通常是杠杆,按钮和硬化屏幕,这导致SpaceX与使用触摸屏和情绪闪电的未来派工艺一起使用它的震动。

最重要的是,可靠性是所使用的任何组件中最重要的功能。航天器的昂贵性质意味着失败不是一种选择,并且失败可以将项目设置为十多年。因此,希望保证成功的设计师将使用20世纪90年代中期设计的处理器,RAM和晶体管。 

简单地说,设计宇宙飞船需要设计才能造成巨大的影响,不受辐射的辐射,在极端温度(超越工业水平)中存活,从未体验过某种备份系统的系统故障,然后在重新进入没有备份系统。 

阅读更多


profile.jpg.

罗宾米切尔

罗宾米切尔是一名电子工程师,自13岁以来一直参与电子产品。在Warwick大学完成Beng之后,Robin迁入了在线内容创作开发文章,新闻棋子和专业人士和制造商的项目领域一样。目前,Robin运行了一个小型电子商务,Mitchelectronics,它会产生教育套件和资源。

相关文章