Hledač (kosmická loď) - Seeker (spacecraft)
 Kosmická loď Hledač (vlevo dole) a komunikační relé Kenobi | |
| Výrobce | NASA |
|---|---|
| Země původu | Spojené státy |
| Operátor | NASA |
| Aplikace | inspekce v prostoru |
| Specifikace | |
| Typ kosmické lodi | Automatizovaný volně létající inspektor |
| Autobus | vlastní 3U |
| Navrhněte život | ~ 40minutová mise[1] |
| Suchá hmota | ~ 4 kg[1] |
| Rozměry | 30 cm x 10 cm x 10 cm[1] |
| Výroba | |
| Postavení | mise splněna |
| Postavený | 1 |
| Na pořadí | 0 |
| Spuštěno | 1 |
| Provozní | 0 |
| Ztracený | 0 |
| První spuštění | 17. dubna 2019 |
| Poslední spuštění | 17. dubna 2019 |
| Související kosmická loď | |
| Odvozený od | Mini AERCam |
| Letěl s | Cygnus |
 | |
Hledač je NASA CubeSat zamýšlel demonstrovat možnosti kontroly ve vesmíru s velmi nízkými náklady. Seeker, který byl převzat z designu do dodání od konce roku 2017 do začátku roku 2019, byl spuštěn na palubu Cygnus NG-11 mise. Hledač byl rozmístěn a operován Cygnus 16. září 2019.[1][ověření se nezdařilo ]
Free-flyer Seeker je 3U CubeSat, přibližně 30 cm x 10 cm x 10 cm a váží 4 kg. Využívá pohonný systém se studeným plynem s aditivně vyráběnými komponenty, GPS, laserový dálkoměr, neuronové sítě k pohonu kamerového navigačního systému založeného na vidění, Wi-Fi komunikace a komerčních běžných dílů (COTS), kdykoli je to možné. Kosmická loď je spárována s komunikačním relé s názvem Kenobi, které poskytuje rozhraní s vozidlem Cygnus. Kosmická loď je navržena tak, aby byla co nejautomatizovanější a vyžadovala minimální vstup ze země, aby mohla dokončit svou falešnou inspekční misi.[1][2][3][4][5][6][7]
Avionika
Letový software hledače (FSW) běží na vesmírném procesoru CHREC. Intel Joule se používá pro výpočetně náročné navigační algoritmy založené na vidění. Pohonný systém hledače je řízen vlastní deskou založenou na FPGA a systém je napájen z baterií GomSpace NanoPower BP4.[1]
Pohon
Vozidlo Hledač obsahovalo malý pohonný systém Cubesat založený na studeném plynném dusíku o 6 stupních svobody. Pohonný systém má velikost přibližně 1,25 U a obsahuje 12 0,1 N trysek. Systém obsahoval malou titanovou tlakovou nádobu a byl schopen poskytovat přibližně 5 m / s DV. [1]
Ve snaze minimalizovat hmotnost, optimalizovat balení a podstatně snížit dobu iterace mezi designy bylo vyvinuto značné úsilí k využití technologie aditivní výroby (AM) jako součásti pohonného systému Seeker. Certifikované trysky AM byly prvními známými aditivně vyráběnými (AM) tlakovými plastovými součástmi, které jsou navrženy tak, aby splňovaly nebo překračovaly standardy NASA a jsou certifikovány pro použití pod tlakem na zemi a při letu kolem operátorů. [2]
Automatizovaný letový manažer
Seeker's Automated Flight Manager (AFM) je aplikace FSW, která umožňuje vozidlu fungovat velmi nezávisle na vstupu člověka. AFM je stavový stroj, který zajišťuje, že systémy vozidla jsou v příslušné konfiguraci pro každou fázi mise.[1]
Navigační systém pro hledače se skládá ze dvou základních aplikací FSW a šesti aplikací, které poskytují vhodně zpracované informace ze senzorů. Systém využívá Projekt Morpheus komponenty architektury a kódu. Jádrem navigačního systému je propagátor, který integruje stav vozidla při 50 Hz a multiplikativní rozšířený kalmanský filtr, který aktualizuje stav při 5 Hz.[1]
Vedení
Aplikace FSW pro navádění hledače běžela na 5 Hz a umožňovala vyhledávání trasových bodů, držení polohy a postoje, sledování cílů a omezenou kinetickou energii hledače omezením celkové rychlosti vozidla.[1]
Řízení
Řídicí aplikace hledajícího FSW běžela na 5 Hz a počítala translační příkazy s proporcionálně integrální funkcí a rotační příkazy s funkcí fázové roviny. Aplikace poté spojila tyto vstupy do jediného příkazu, který zohledňoval omezení trysky.[1]
Senzory
Sada senzorů hledače se skládala ze STIM-300 IMU, laserového dálkoměru DLEM-SR, kamery napájející navigační systém založený na vidění, GPS a slunečních senzorů nanoSSOC-D60.[1]
Laboratoř kosmických lodí UT Austin Texas vyvinula algoritmus, který zpracovával snímky pořízené kamerou Seeker na měření ložisek tím, že identifikoval Cygnus pomocí konvoluční neuronové sítě a poté k jeho centrování použil tradiční přístup počítačového vidění. Bylo zjištěno, že tento přístup je při pozemním testování robustnější než čistě tradiční alternativy.[8][1]
Neuronová síť ohraničující Cygnus na tmavém pozadí
Neuronová síť ohraničující Cygnus se Zemí v pozadí
Výsledky mise
Hledač nasazený z Cygnusu 19. září 2019 a shromáždil níže uvedené obrázky (sešité dohromady do gifu).
Viz také
Reference
- ^ A b C d E F G h i j k l Hledač Free-Flying Inspector GNC Systém - přehled, Únor 2019. Citováno v červenci 2019.
- ^ Hledač projektu, 17. dubna 2019. Citováno v červenci 2019.
- ^ Hledejte a NASA to najde, 23. října 2018. Citováno v červenci 2019.
- ^ NTRS 20170003835, 2017. Citováno v červenci 2019.
- ^ Hledač TSL, 2019. Citováno v červenci 2019.
- ^ Robot NASA Seeker, 17. dubna 2019. Citováno v červenci 2019.
- ^ Seeker 1.0: Prototype Robotic FreeFlyingInspector Mission Overview , Citováno v říjnu 2019.
- ^ TSL: Hledač , Citováno v říjnu 2019.
- Tento článek včlení text do veřejná doména z NASA, agentura Vláda Spojených států.