DEPTHX - DEPTHX

Deep Phreatic Thermal Explorer

В Deep Phreatic Thermal Explorer (DEPTHX) является автономный подводный аппарат спроектирован и построен Stone Aerospace, аэрокосмическая техника фирма, базирующаяся в Остин, Техас. Он был разработан для автономно исследовать и составлять карты под водой воронки в северной Мексике, а также собирать образцы воды и керна стен. Автомобиль DEPTHX был первым из трех автомобилей, построенных Stone Aerospace, которые финансировались НАСА с целью разработки технологий, которые могут исследовать океаны Юпитер луна Европа искать внеземная жизнь.[1][2][3]

DEPTHX был совместным проектом, в котором Stone Aerospace была главный следователь. Со-исследователи включены Университет Карнеги Меллон, который отвечал за программное обеспечение для навигации и наведения, Юго-Западный научно-исследовательский институт, который построил науку автомобиля полезная нагрузка, и ученые-исследователи из Техасский университет в Остине, то Колорадская горная школа, и НАСА Исследовательский центр Эймса.[4]

История

Робота DEPTHX опускают в Ла-Пилита, одну из нескольких заполненных водой воронок в Sistema Zacaton (на северо-востоке Мексики). Фото Марка Аирхарта, Джексонская школа наук о Земле, Март 2007 г.

В 1999 году, Билл Стоун был вовлечен в подводный геодезия проект в Wakulla Springs, Флорида. Для этого проекта Стоун разработал цифровой картограф на стенах, который был водолазный движитель и управляемый дайверами, который был разработан для создания трехмерной карты Вакулла-Спрингс с использованием набора сонаров, а также набора других сложных датчиков.[2][5] Успех этого проекта, Wakulla Springs 2 Project, привлек внимание планетолог Дэн Дурда из Юго-Западного исследовательского института, который хотел создать аналогичную технологию для исследования океанов Европы, но такую, которая могла бы управлять собой автономно. Стоун принял вызов, и в НАСА было представлено несколько совместных предложений. Только в 2003 году НАСА наконец финансировало DEPTHX как трехлетний проект стоимостью 5 миллионов долларов.[2]

Автомобиль претерпел несколько различных концепций дизайна в течение следующих нескольких лет, поскольку инженеры Stone Aerospace изучали различные варианты. Первоначальные проекты были ориентированы на менее эллипсоидальный дизайн, однако от этих проектов отказались из-за опасений, что такую ​​форму будет сложно вывести из потенциально узких мест, с которыми она может столкнуться во время исследования неизвестной территории. Также в это время команда DEPTHX провела полевую кампанию на Сенот Zacatón используя каплю зонд чтобы получить некоторые исходные данные для команды разработчиков программного обеспечения, которые сами внесли свой вклад в общие изменения дизайна. Окончательный дизайн был определен в 2006 году, после чего началось строительство автомобиля.[6][7]

Завершенный автомобиль имел диаметр около 7 футов (2,1 м) и весил около 3 300 фунтов (1 500 кг). Он имел резервные навигационные системы, включая 54 гидролокатора, инерциальная единица измерения, доплеровский регистратор скорости, а также глубиномеры и акселерометры. Двигательные установки также были избыточными, имея шесть подруливающих устройств и два эквивалентных батарейных блока. Он был снабжен переменным плавучесть система, и, наконец, с научной полезной нагрузкой, которая включала возможность брать пробы воды и твердого керна для последующего анализа, а также бортовой микроскоп для анализа проб воды в реальном времени.[1][8]

Достижения

Во время развертывания DEPTHX 2007 машина смогла создать трехмерные карты четырех сенотов в Sistema Zacatón в Тамаулипас, Мексика. Это была первая автономная система, которая исследовала и нанесла на карту пещера. Картирование сенота Сакатон было особенно примечательным, потому что его глубина ранее была неизвестна, так как дайверам не удалось достичь дна. DEPTHX создал первую карту дна Закатона, имеющего глубину более 1000 футов [300 м].[9] DEPTHX была первой роботизированной системой любого типа, которая реализовала трехмерный одновременная локализация и отображение (ХЛОП). Это также была первая такая система, которая самостоятельно принимала решения о том, где и как собирать образцы.[10] Из этих образцов минимум три новых подразделения бактерий.[11]


Успех миссии DEPTHX привел к финансированию следующего проекта, ВЫНОСЛИВОСТЬ. В автомобиле ENDURANCE повторно использовалась рама и ряд систем автомобиля DEPTHX, но конфигурация была значительно изменена для нужд Антарктика среда.[2]

Хронология полевых работ

  • 25–27 января 2007 г. - команда DEPTHX приступила к исследованию самого глубокого в мире, заполненного водой провала, сенота Закатон.[12][13]
  • 4–10 февраля 2007 г. - Полевые работы в Ла Пилита, одной из воронок в Sistema Zacatón. DEPTHX выполняет длительные автономные миссии по картированию местности и сбору научных данных.[12][14]
  • Март 2007 г. - Продолжаются полевые работы в Ла Пилита.[15][16]
  • Май 2007 г. - DEPTHX впервые спускается в Закатон и впервые отображает дно. Демонстрируется трехмерная технология SLAM, собираются микробиологические образцы и демонстрируется автономная работа.[17][18]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Влахос, Джеймс (1 февраля 2007 г.). «Подводные роботы в космосе». Популярная наука.
  2. ^ а б c d Кумагаи, Жан (1 сентября 2007 г.). «Плавание в Европу». IEEE Spectrum.
  3. ^ Тейлор, Майкл Рэй (19 апреля 2012 г.). «Криоботы могут пробуриться в ледяные луны с помощью удаленного оптоволоконного лазера». Проводной.
  4. ^ «О проекте DEPTHX». Центр полевой робототехники Карнеги-Меллона. Получено 26 апреля 2012.
  5. ^ Технология Wakulla 2. Команда США по глубокому исследованию пещер. Проверено 27 апреля 2012 года.
  6. ^ История Stone Aerospace. Stone Aerospace. Дата обращения: 28 апреля 2012.
  7. ^ Новости: Полевая кампания Закатон 1 В архиве 2012-09-12 в Archive.today. Stone Aerospace. Проверено 28 апреля 2012 года.
  8. ^ DEPTHX (DEep Phreatic THermal eXplorer) В архиве 2015-11-22 в Библиотека Конгресса Интернет-архивы. Stone Aerospace. Проверено 26 апреля 2012 года.
  9. ^ "Система Закатон". Вандермондо. Получено 26 апреля 2012.
  10. ^ DEPTHX (DEep Phreatic THermal eXplorer) В архиве 2015-11-22 в Библиотека Конгресса Интернет-архивы. Stone Aerospace. Проверено 28 апреля 2012 года.
  11. ^ Сахл, Джейсон У .; Гэри, Маркус О .; Харрис, Дж. Кирк; Копье, Джон Р. (2011). «Сравнительный молекулярный анализ водосточных воронок из известняка на северо-востоке Мексики». Экологическая микробиология. 13 (1): 226–240. Дои:10.1111 / j.1462-2920.2010.02324.x. ISSN  1462-2912.
  12. ^ а б DEPTHX: Zacaton - Миссия 1 В архиве 2013-01-05 в Archive.today. Stone Aerospace. Январь / февраль 2007 г.
  13. ^ Полевые примечания DEPTHX В архиве 2008-08-21 на Wayback Machine. Университет Карнеги Меллон. Январь 2007 г.
  14. ^ Полевые примечания DEPTHX В архиве 2008-08-28 на Wayback Machine. Университет Карнеги Меллон. Февраль 2007 г.
  15. ^ DEPTHX: Zacaton - Миссия 2 В архиве 2012-09-12 в Archive.today. Stone Aerospace. Март 2007 г.
  16. ^ Полевые примечания DEPTHX В архиве 2008-10-12 на Wayback Machine. Университет Карнеги Меллон. Март 2007 г.
  17. ^ DEPTHX: Zacaton - Миссия 3 В архиве 2013-02-03 в Archive.today. Stone Aerospace. Май 2007 г.
  18. ^ Полевые примечания DEPTHX В архиве 2008-09-05 на Wayback Machine. Университет Карнеги Меллон. Май 2007 г.

внешняя ссылка