Искатель (космический корабль) - Seeker (spacecraft)
 Космический корабль Seeker (внизу слева) и реле связи Кеноби | |
| Производитель | НАСА |
|---|---|
| Страна происхождения | Соединенные Штаты |
| Оператор | НАСА |
| Приложения | инспекция в космосе |
| Характеристики | |
| Тип космического корабля | Автоматизированный вольнолетный инспектор |
| Автобус | на заказ 3U |
| Дизайн жизни | ~ 40 минутная миссия[1] |
| Сухая масса | ~ 4 кг[1] |
| Размеры | 30см х 10см х 10см[1] |
| Производство | |
| Положение дел | Миссия завершена |
| Построен | 1 |
| На заказ | 0 |
| Запущен | 1 |
| Оперативный | 0 |
| Потерял | 0 |
| Первый запуск | 17 апреля 2019 г. |
| Последний запуск | 17 апреля 2019 г. |
| Связанный космический корабль | |
| Происходит от | Мини AERCam |
| Летал с | Лебедь |
 | |
Искатель это НАСА CubeSat предназначен для демонстрации сверхнизких затрат на инспекцию в космосе. С конца 2017 по начало 2019 года, от разработки до поставки, Seeker был запущен на борту Cygnus NG-11 миссия. Искатель развернут и действует вокруг Лебедь 16 сентября 2019 г.[1][неудачная проверка ]
Бесплатный летчик Seeker - это CubeSat 3U, размером примерно 30 см на 10 см на 10 см и весом 4 кг. Он использует двигательную установку на холодном газе с компонентами аддитивного производства, GPS, лазерный дальномер, нейронные сети для управления системой навигации на основе технического зрения, связь Wi-Fi и коммерческие готовые детали (COTS), где это возможно. Космический корабль соединен с реле связи, называемым Кеноби, которое обеспечивает интерфейс с аппаратом Лебедь. Космический корабль спроектирован так, чтобы быть максимально автоматизированным, требуя минимального вмешательства с земли для выполнения своей имитационной инспекционной миссии.[1][2][3][4][5][6][7]
Авионика
Программное обеспечение для полета (FSW) Seeker работает на космическом процессоре CHREC. Intel Joule используется для вычислительно-ресурсоемких алгоритмов навигации на основе машинного зрения. Силовая установка Seeker управляется специальной платой на базе FPGA, а питание системы обеспечивается батареями GomSpace NanoPower BP4.[1]
Движение
Корабль Seeker содержал небольшую силовую установку Cubesat на основе холодного газа с шестью степенями свободы. Двигательная установка имеет размер примерно 1,25U и содержит 12 подруливающих устройств по 0,1 Н. Система содержала небольшой титановый сосуд высокого давления и была способна обеспечивать DV приблизительно 5 м / с. [1]
Стремясь минимизировать массу, оптимизировать упаковку и существенно сократить время итераций между конструкциями, были предприняты значительные усилия по использованию технологии аддитивного производства (AM) как части силовой установки Seeker. Сертифицированные подруливающие устройства AM были первыми известными компонентами из пластика под давлением аддитивного производства (AM), которые разработаны в соответствии со стандартами NASA или превосходят их и сертифицированы для использования на земле под давлением и в полете вокруг операторов. [2]
Автоматизированный диспетчер полетов
Seeker's Automated Flight Manager (AFM) - это приложение FSW, которое позволяет транспортному средству функционировать независимо от вмешательства человека. AFM - это конечный автомат, который обеспечивает правильную конфигурацию систем транспортного средства для каждого этапа миссии.[1]
Система навигации Seeker состоит из двух основных приложений FSW и шести приложений, которые предоставляют соответствующим образом обработанную сенсорную информацию. Система использует Проект Морфеус архитектура и компоненты кода. Ядром навигационной системы является пропагатор, который объединяет состояние транспортного средства на частоте 50 Гц, и мультипликативный расширенный фильтр Калмана, который обновляет состояние на частоте 5 Гц.[1]
Руководство
Приложение Seeker наведения FSW работало на частоте 5 Гц и позволяло осуществлять поиск путевой точки, удержание позиции и ориентации, отслеживание цели и ограниченную кинетическую энергию Seeker, ограничивая общую скорость транспортного средства.[1]
Контроль
Приложение Seeker control FSW работало на частоте 5 Гц и вычисляло поступательные команды с функцией пропорционального интеграла и команды вращения с функцией фазовой плоскости. Затем приложение объединило эти входные данные в одну команду, которая учитывала ограничения двигателя.[1]
Датчики
Набор датчиков Seeker состоял из STIM-300 IMU, лазерного дальномера DLEM-SR, камеры, питающей систему навигации на основе технического зрения, GPS и датчиков солнца nanoSSOC-D60.[1]
Лаборатория космических аппаратов UT Austin Texas разработала алгоритм, который обрабатывал изображения, снятые камерой Seeker, в измерения пеленга, идентифицируя Cygnus с помощью сверточной нейронной сети, а затем используя традиционный подход компьютерного зрения для его центроида. Этот подход оказался более надежным, чем чисто традиционные альтернативы при наземных испытаниях.[8][1]
Нейронная сеть, ограничивающая Cygnus на темном фоне
Нейронная сеть, связывающая Лебедя с Землей на заднем плане
Результаты миссии
Seeker был запущен с Cygnus 19 сентября 2019 года и собрал изображения ниже (сшитые в гифку).
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б c d е ж грамм час я j k л Seeker Free-Flying Inspector Обзор системы GNC, Февраль 2019. Проверено в июле 2019.
- ^ Искатель проекта, 17 апреля, 2019. Проверено в июле 2019.
- ^ Ищите (э) и НАСА найдет, 23 октября, 2018. Проверено в июле 2019.
- ^ НТРС 20170003835, 2017. Проверено в июле 2019.
- ^ Искатель TSL, 2019. Проверено в июле 2019 года.
- ^ Робот-искатель НАСА, 17 апреля, 2019. Проверено в июле 2019.
- ^ Seeker 1.0: Обзор миссии Prototype Robotic FreeFlyingInspector , Проверено в октябре 2019.
- ^ TSL: Искатель , Проверено в октябре 2019.
- Эта статья включает текст в всеобщее достояние из НАСА, агентство Правительство США.