摘要——本文介绍了一种使用 Brahms 多智能体建模语言对模型进行形式化验证来确保宇航员探测车 (ASRO) 团队自主系统可靠性的方法。行星表面探测车已被证明对几次载人和无人月球和火星任务至关重要。第一批探测车是遥控或手动操作的,但自主系统越来越多地被用于提高探测车操作的效率和范围,例如 NASA 火星科学实验室。预计未来的载人月球和火星任务将使用自主探测车协助宇航员进行舱外活动 (EVA),包括科学、技术和施工作业。这些 ASRO 团队有可能显著提高地面作业的安全性和效率。我们描述了一个新的 Brahms 模型,其中自主探测车可以执行几种不同的活动,包括在 EVA 期间协助宇航员。这些活动争夺自主探测器的“注意力”,因此探测器必须决定哪些活动当前最重要,并参与其中。Brahms 模型还包括一个宇航员代理,它可以模拟宇航员在舱外活动期间的预测行为。探测器还必须对宇航员的活动做出反应。我们展示了如何使用 Brahms 集成开发环境模拟这个 Brahms 模型。然后,还可以使用 SPIN 模型检查器通过从 Brahms 自动翻译到 PROMELA(SPIN 的输入语言),根据系统要求对模型进行正式验证。我们表明,这种正式验证可用于确定任务和安全关键操作是否正确执行,从而提高 ASRO 团队行星探测器自主系统的可靠性。
许可证允许 TENACIOUS 微型探测器在 2 号任务期间在月球表面运行 卢森堡——2025 年 1 月 8 日——总部位于卢森堡的月球探索和资源开发公司 ispace-EUROPE SA(ispace-EUROPE)已根据 2017 年卢森堡空间资源法获得任务授权,可以在即将到来的 ispace, inc.(ispace)2 号任务期间运行 TENACIOUS 微型探测器。该微型探测器计划于 2025 年 1 月中旬之前发射,此次批准标志着一个历史性的里程碑,因为这是欧洲首次获得授权以实现空间资源的商业利用。卢森堡经济部颁发的这项批准将 ispace-EUROPE 定位为空间资源商业化的全球领导者,并肯定了卢森堡在促进空间经济创新方面的关键作用。 TENACIOUS 微型探测车专为月球探索和资源利用而设计,它将执行关键操作,包括收集和转让月球风化层的所有权,以便 ispace-EUROPE 执行与 NASA 签署的 2020 年风化层合同。ispace-EUROPE 首席执行官 Julien Lamamy 表示:“这项授权标志着欧洲太空探索的历史性时刻,因为这是首个支持商业太空资源活动的授权。像我们这样的任务不仅取决于技术能力,还需要强大的法律框架来指导、支持和授权太空商业运营。我们非常感谢卢森堡政府的支持,他们的前瞻性政策和对太空领域的承诺对于实现 ispace 的月球雄心至关重要。借助 Tenacious,我们将朝着实现地月经济潜力和推进月球探索愿景迈出又一步。” 2017 年《卢森堡太空资源法》提供了支持商业探索和利用太空资源所需的法律框架,这是卢森堡太空经济战略的重要组成部分。通过获得这项授权,ispace-Europe 不仅推进了 Mission 2 的目标,还为欧洲未来的商业太空资源活动开创了先例。卢森堡经济、中小企业、能源和旅游部长 Lex Delles 评论道:“这项授权不仅标志着实现地月空间探索潜力的历史性一步,而且标志着我们朝着实现地月空间探索目标迈出了重要一步。”
MMX(火星卫星探测)是日本宇宙航空研究开发机构 (JAXA)、法国国家空间研究中心 (CNES) 和德国航空航天中心 (DLR) 的机器人采样返回任务,计划于 2024 年发射。该任务旨在解答火卫一和火卫二的起源问题,这也有助于了解太阳系早期的物质运输,以及水是如何被带到地球的。除了负责采样和样品返回地球的 JAXA MMX 母舰外,CNES 和 DLR 还建造了一辆小型火星车,用于降落在火卫一上进行现场测量,类似于龙宫上的 MASCOT(移动小行星表面侦察车)。MMX 火星车是一个四轮驱动的自主系统,尺寸为 41 厘米 x 37 厘米 x 30 厘米,重约 25 公斤。火星车车身上集成了多种科学仪器和摄像机。火星车车身呈矩形盒状。侧面连接着四条腿,每条腿上有一个轮子。当火星车与母舰分离时,腿会折叠在一起,放在火星车车身的侧面。当火星车被动着陆(没有降落伞或制动火箭)在火卫一上时,腿会自动移动,使火星车保持直立状态。火卫一的一个白天相当于 7.65 个地球小时,在为期三个月的总任务时间内,会产生大约 300 个极端温度循环。这些循环和昼夜之间较大的表面温度跨度是火星车的主要设计驱动因素。本文详细介绍了 MMX 火星车运动子系统的开发
除了这次任务之外,惠特克表示,其他几项创新也有可能改变机器人目前探索太阳系的方式。目前,探测器使用立体视觉来探测地形危险。惠特克表示,如果激光测距技术(称为 Lidar)可以小型化以适合机器人,那将是一个“突破”。
尽管托马斯·佩斯凯于 4 月 22 日作为阿尔法任务的一部分发射升空,但人类面临的最大挑战之一仍然比国际空间站更远,距离地球 40 万公里:建立月球基地。但是在能够长期定居月球以开发其资源或为未来更远的探索任务提供后勤支持之前,必须进行探索工作。使用自主机器人系统可以从太空绘制危险或难以到达区域的地图,然后最终部署太空港或人类居住地等基础设施。面对这一探索挑战,图卢兹 ISAE-SUPAERO 的空间先进概念实验室 (SaCLaB) 和该学院的一个学生团队正在开发协作探测车和无人机 (CoRoDro) 项目,以研究空间机器人系统的导航和自主操作。这项科学研究是欧洲航天局 (ESA) 支持的 IGLUNA* 2021 计划中在 8 个不同国家选出的 12 个大学技术项目之一。CoRoDro 的概念是开发无人机和探测车之间的交互。具体来说,无人机定位并绘制其环境,并将其传输给探测车,以便后者对其进行分析并选择最相关的点进行移动和进行科学实验。借助无人机的制图,探测车能够选择最短路径并确定可能的障碍物,从而缩短每次探索任务的时间。该项目的目标是了解在多大程度上可以信任机器人的工作,让它们完全自主地移动和做出决策,并确定在多大程度上人类可以做出决策,尤其是对不可预见的事件做出反应。从月球设施的角度来看,机器人将进行干预以支持关键活动。 CoRoDro 项目允许获取知识并在真实尺寸上测试有关未来空间站的服务、月球资源的开发或对机组人员和机器人之间在关键和危险活动中的协作的分析的多种理论。联系方式:leila.c@oxygen-rp.com
近年来,对月球的探索已成为私营和政府机构非常感兴趣的话题。ispace 的目标是通过利用月球资源和扩大我们在太空的存在,成为私营企业获得月球新商机的推动者。极地冰探测器 (PIE) 是一项原位资源利用 (ISRU) 探索任务,旨在寻找和描述月球极地地区的潜在水冰沉积物。在本项目的范围内,将讨论月球车热控制系统的开发。PIE 利用 ispace 开发并经过飞行认证的 Team HAKUTO 的 SORATO 月球车。本文探讨了三个关键领域的发现:月球极地永久阴影区 (PSR) 的运行、月球车系统的热控制设计和月球环境建模。对月球极地地区的热建模特别关注表面特性的识别、月球风化层特征和环境通量的建模。研究了运行任务约束,例如冷却速率和加热器功率要求。热设计理念旨在通过将探测车与地面分离、减少热损失和管理传导路径来最大限度地利用被动控制手段。研究了较大的温度波动引起的机械问题。对于操作范围较窄的元件,如电池、电机和外部安装元件,考虑了主动控制手段。概述了探测车热设计挑战和使 PSR 运行的初步发现。
nasa.gov › api › citations › downloads PDF 作者:JL Finseth · 1991 · 被引用次数:19 — 作者:JL Finseth · 1991 被引用次数:19 In addition to KIWI reactors, LASL was working on PHOEBUS as early as 1963. ... greatly increase reliability for these missions. ... two B-47-C aircraft).