50年后:新技术催生新的月球竞赛

发布的丽莎哈维,2019年7月19日

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五十年前,人类第一次踏上月球。努力让尼尔·阿姆斯特朗和巴兹·奥尔德林表面是大胆和创新环境在外层空间是荒凉。它需要极端的工程和勇气。

今天,有了更多兴趣比近几十年来月球探险。《纽约时报》文章中,为什么每个人都想回到月球,探讨政府机构从中国到印度,和小的非营利组织如SpaceIl载人和无人登月计划。

图片来源:NASA。

这篇文章提供了月球旅行复兴的理由。水以冰的形式的发现在极地陨石坑深处可以提供呼吸的氧气和氢气的火箭燃料。这使得月球飞船旅行的潜在“停留”网站进一步进入太空。本文还讨论了众多商业太空旅行公司和他们的创新方法。

月球竞赛的另一个原因是在超越水源或商业和政府的方法:新技术使太空旅行更比以往任何时候都可以实现的。是的,它仍然需要极端的工程承担太空旅行,但是我们的技术已经发生了巨大的变化在过去的50年。

图片来源:美国航天局/喷气推进实验室

我问东德Saarela、空间MathWorks段经理的一些在科技飞速发展,正在改变我们的方式方法的太空旅行。他确定了两个重大变化影响我们设计空间:模拟和日益自治系统。

模拟

你如何测试一个无法复制的环境呢?模拟它。

早在1960年代,模拟月球漫步的宇航员通过练习一个游泳池的底部或专门的离心机。他们还模拟设备,如登月研究工具,通过构建和测试硬件模拟月球着陆月球的引力。

今天,模拟完成数字第一,之前的原型构建和测试。

Saarela说,“有很多事情在空间你不能测试在地面上,因为你没有一个零重力环境。随着计算能力,工程师已经能够提高模拟结果更全面的验证他们的设计。

“这些天,很难找到一个公司,没有使用的空间MATLAB和金宝app分析和设计。”

并行计算和多核处理是使更多的模拟在越来越短的时间完成。Saarela共享的一个例子维珍轨道模拟两级LauncherOne火箭的分离事件,以确保足够的间隙结构。

处女轨道LauncherOne汽车组装(上),一个爆炸视图显示整流罩,有效载荷,第一和第二阶段(底部)。

模拟必须考虑许多未知数,包括每个组件的质量特性以及气动和弹簧的力量和时间特征用于启动分色推动者。团队在成千上万的蒙特卡罗模拟在不同参数的值,以确定一个特定参数的组合会导致碰撞。仿真结果随后被传递到硬件工程师通知他们的设计决策和帮助指定公差。

而建立一个宇宙飞船将总是需要硬件,模拟航天器在虚拟环境中作为开发过程的一部分,帮助确保硬件工作正确的第一次。

自治也有巨大的作用在未来的空间探索。阿波罗11号任务前,无人卫星最初的自驾车辆。向前移动,减少人工干预在飞行的需要,增加自主权将允许更加雄心勃勃的探索任务。不再会有一个需要等待人类在地上做出决定:使用改进的人工智能(AI)技术工艺上改善自治意味着可以实时执行更复杂的处理。

机载传感器尤其如此,比如相机,捕捉更多的数据。建立传感系统是支持水平的提高自主和导航系统的精度。

标签的危险(坑)与MATLAB在月球表面。月亮图片由美国宇航局。

“这些系统是提高人工智能的主要候选人,“Saarela说。这些宇宙飞船“进一步迈向自主操作,进一步进入太空,地球的距离使得实时地面控制不切实际。

“机器学习技术可能会首先被用来获取科学数据。在未来,我可以看到机器学习算法将传感器收集的原始数据转换成信息导航系统可以很容易地使用。他们也可以帮助确定工艺安全着陆的地点。”

这些都是今天两个太空探索技术的影响。学习更多关于科技改变了,看看这个技术文章,阿波罗11号登月:航天器设计当时和现在。

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