摘要在2019年底,宇航员卢卡·帕尔米塔诺(Luca Parmitano)远程控制了配备了机器人操纵器的漫游者,并在ISS的月球 - 纳尔格网站上执行地质任务。一年零7个月后,在2021年7月,他将在更现实的月球 - 分析环境中控制同一条漫游者:意大利埃特纳山上的火山岩和雷果石领域。这些实验在ESA的Meteron项目框架中构成了模拟1活动。作为有效负载开发人员,我们想创建一个宇航员的接口,以直观地在行星或月球表面上操作机器人系统:我们如何才能最大程度地提高任务效率和沉浸式 /透明度的感觉?同时,我们如何最大程度地减少操作员的疲劳以及身体和精神效果?以及在人类空间的框架中,我们如何执行此操作,并具有质量和软件要求,并具有延迟,低宽带和不可靠的通信?我们展示了如何创建具有直观图形和触觉用户界面的远程动物系统。这包括力量反馈设备和自定义操纵杆,控制一个移动机器人平台。机器人平台由一个全地形底盘和两个带有扭矩传感的7-DOF机器人臂组成。一只手臂安装在漫游车的前部,用于操纵;另一个被安装在顶部,用于重新放置相机。使用该系统,宇航员完全控制了机器人以收集岩石样品。唯一的外部输入是从科学家组成的科学家,而不是语音循环和文字,关于地质样本的选择。通过Sigma.7触觉输入设备提供了操纵臂的全部稳定的6-DOF力反馈。这意味着宇航员可以(第一次从空间开始)不仅与轨道的行星表面接触,而且还可以感觉到它们所抓住的岩石的重量。系统状态反馈是在用户界面上的视觉和直觉上显示的 - 在ISS上的笔记本电脑上运行 - 以及两个摄像机的视图。在开发过程中,我们不断整合来自各种利益相关者的要求,以及宇航员和宇航员培训师的反馈,以改善用户界面。模拟测试提供了有关如何设计远程呈现系统来控制行星表面上从轨道上控制机器人的宝贵见解。我们希望这些见解对于在类似情况下的远程制定行星机器人技术以及陆地应用的未来开发非常有用。关键字:(最大6个关键字)远程操作,机器人技术,低带宽,触觉,实时,延迟
裂变过程于1939年首次报道,并于1942年实现了世界上第一个人造的自我维持裂变反应。创建自我维持的裂变链反应在概念上非常简单。所需的一切都是要放置在正确的几何形状中的正确材料 - 无需极高的温度或压力 - 系统将运行。自1942年以来,裂变系统已被政府,工业和大学广泛使用。裂变系统独立于太阳接近或方向运行,因此非常适合深空或行星表面任务。此外,裂变系统的燃料(高度富集的铀)本质上是非放射性活性的,含有0.064 curiedkg。这与当前的空间核系统(放射性同位素系统中的PU-238包含17,000个Curiedkg)相比,并且某些高度未来派的推进系统(D-T融合系统中的Tritium将包含10个,OOO.W CURIEDKG)。zyxw的另一个比较是,在启动时,典型的空间裂变推进系统将比火星探索者的寄居者漫游者(Sojourner Rover)使用放射性病来进行热控制。裂变系统的主要安全问题是避免无意系统开始 - 通过适当的系统设计解决此问题非常简单。裂变的能量密度比最好的化学燃料大7个数量级,如果正确使用,则足以使能够快速,负担得起的访问太阳系中的任何点。
我们介绍了 MoonDB,这是一个分布式数据库,旨在支持 NASA 即将开展的“合作自主分布式探测漫游者” (CADRE) 任务的合作机器人探索和分布式测量。MoonDB 存储、共享和融合来自多个机器人的信息,为多智能体规划算法提供对机器人团队的一致视图。它无需假设持续通信,并且通过明智地选择要共享的状态变量以及共享策略和频率来显著限制带宽使用。此外,MoonDB 集成了位姿图优化模块,允许基于精确的定位信息对单个机器人收集的地图信息进行后验重新定位。地图合并和不一致地图信息的协调使用 OpenGL 加速,从而在嵌入式系统上实现出色的性能。总体而言,MoonDB 为 CADRE 的信息共享问题提供了航天质量的解决方案,解决了多智能体系统协调的关键挑战之一。本文介绍了 MoonDB 的设计、指导其开发的基本假设以及增强理解的实施细节。此外,我们还提供了初步实验和分析来验证我们的方法。
近年来,Cansats已成为模拟卫星比赛中的流行选择。在Cansat con-constss中,Arliss项目是使用火箭发射Cansat进入天空的项目。arliss提供了发射罐头的火箭,该火箭的高度约为〜4,000 m,然后将流动器放到降落伞的地面上。但是,几个团队的流浪者无法承受发射时应用的大加速度,这会损坏并使其无效。发射期间适用于火箭的加速度以前由多个团队衡量;但是,由于Cansat是一个小型嵌入式设备,因此无法使用具有较大测量范围和高采样频率的加速度传感器。在这项研究中,我们测量了从发射开始应用于流动站的效应,直到使用具有更广泛测量范围的加速度传感器在地面上掉落,并通过比以前更高的采样频率获取数据。发现加速度比在发射火箭时的常规测量中大于速度,并掉落到地面。此外,提供了可以承受这些影响,进行准确的测量并在Arliss中不断裂的情况下操作的漫游者结构的技术细节的描述。
摘要:在航天器的整体设计和性能预测中,旨在完成月球上的微妙着陆时,着陆阶段的达阵动态分析是最重要的任务之一。过去的任务由于覆盖着死火山和撞击火山口覆盖的月球范围的表面而经历了降落器的倒塌,这些山口限制了降落者的光滑着陆。将来也可能出现类似的问题。工作的主要目的是确保同时六英尺触摸倾斜的地形,以使胶囊保持水平与地面平行并在着陆期间完整。当着陆器撞到地面时,部队将从地面传播到打滑垫,然后转到下腿,最后到阻尼器。然后,阻尼器吸收了着陆造成的影响。蜂窝结构通过垂直压碎来消耗施加力。在特定点上,这种力不足以进一步粉碎结构,而折断的停止,而着陆器实现了其稳定性。进行了阻尼器设计和起落架设计的模拟,以达到月球着陆稳定性。关键字:月球勘探,兰德,漫游者,支柱,蜂窝软骨阻尼器,BLDC电机简介
空间探索的新时代的特点是一系列巨大的里程碑,这些里程碑扩大了人类成就的界限。SpaceX,Blue Origin和Virgin Galactic等私人公司在重新定义太空旅行的可能性方面发挥了关键作用。这些实体已经开创了可重复使用的火箭技术,大大降低了将有效载荷和人类推向太空的成本。SpaceX的Falcon 9火箭可以发射和登陆多次,从而使空间更具成本效益和可持续性。此外,国际空间站(ISS)证明了国际合作,代表了在低地球上建立可居住的哨所的全球努力。国际空间站不仅是科学研究的平台,而且还可以作为未来深空任务的垫脚石,从而促进了使地球生命受益的技术进步。火星已成为这个新时代的焦点。各种太空机构和私人公司正在努力工作,将船员的错误派往红色星球。NASA的毅力漫游者成功地降落在火星上,不仅在进行科学探索,而且还在测试未来人类任务的技术,例如从火星大气中产生氧气。埃隆·马斯克(Elon Musk)的SpaceX制定了一个大胆的计划,在火星上建立一个自我维持的殖民地,设想了人类成为多层次物种的未来。空间探索的新时代不仅限于我们的太阳系;它延伸到宇宙的最远。Starship是目前正在开发的完全可重复使用的航天器,旨在将大量乘客和货物运送到地球以外的目的地,彻底改变了行星际旅行。望远镜这样的望远镜望远镜为我们提供了遥远星系和星云的令人叹为观止的图像,扩大了我们的理解
机器人设计,自主权和传感器集成的最新进展为探索深海环境创造了解决方案,可将其转移到冰卫月的海洋中。海洋平台尚未具有太空的任务自治能力(例如,火星坚持不懈的漫游者任务),尽管不同水平的自主导航和映射以及采样级别是一种可观的能力。在这种设置中,他们越来越生物添加的设计可以允许使用复杂的环境情景,并具有新颖的,高度集成的生命检测,海洋学和地球化学传感器套件。在这里,我们通过与三个主要研究领域的太空技术协同作用来实现即将在深海机器人技术中的进步:仿生结构和推进(包括电源和生成),人工智能和合作网络以及生命检测仪器设计。带有微型和更多弥漫性传感器套件的新形态和材料设计将推进机器人传感系统。控制导航和通信的人工智能算法将通过合作网络进一步开发行为生物塑料。解决方案将必须在有线观测器,中微子望远镜的基础设施网络中进行测试,以及具有议程和模式超出我们工作范围的议程和模式的离岸行业网站,但可以在固定和移动平台的操作组合中汲取灵感。
新加坡(2023年11月23日) - 11月25日在Artscience博物馆停靠:红色镜子将通过12,000年的文化,艺术,历史和科学在远古时代到今天的火星,在这一世界外探险中启动游客。这是红色星球上最全面的历史和文化展览,登陆新加坡,其中包含300多个物体,包括重要的历史文物,稀有的科学手稿,电影,当代艺术品,甚至是正宗的火星陨石。Mars曾经是千年来迷恋的主题,因此捕捉了人类的想象力,就像其他星球一样。来自世界各地的太空机构正在积极探索火星,目前在地球上进行了三个活跃的漫游者任务,并在地平线上进行了几项载人太空任务。火星:红色的镜子通过将开创性的科学家,现代专家,电影制片人,作家和当代艺术家的叙述汇集在一起,反映了人类与红色星球的持久联系,他们一直在各种文化中探索火星。MARS于2021年首次在西班牙出现:红色镜子由巴塞罗那当代文化中心(CCCB)的Juan Insua策划。这次展览在Artscience博物馆的亚洲首映将其重点转移到了亚洲 - 从中国古代,印度和日本展示了火星的描述,即强调了开创性的亚洲天文学家的作品,并洞悉了东南亚流行文化火星的刻画。强调亚洲提供了展览还展示了来自亚洲各地的太空机构如何在科学上探索火星,包括新加坡自己的太空学院和日本航空航天勘探局(JAXA)。
在2004年,国家航空航天局(NASA)的火星科学实验室(MSL)降落了两个流浪者,勇气和机会,以揭露火星的奥秘。在2021年,中国成为第二个通过天文1调查成功地将Zhurong Rover降落在火星表面的国家,实现了90个火星时代的目标。Exomars-2022由欧洲航天局和俄罗斯联邦航天局计划。火星探索已成为主要大国经济和技术竞争的战场。流动站是近MARS勘探的重要技术设备,其中能源供应系统保证了多模勘探[1,2]。目前,在火星上驾驶火星流浪者和其他勘探设备主要依赖两种电力:一种是便携式锂离子电池(LIBS),另一个是大型太阳能电池板和核电池[3]。几乎所有的火星漫游者,甚至是第一架火星直升机都应用了必要的可充电自由,它们与核电池(例如,毅力和好奇心)或太阳能电池板(例如,Zhurong)一起使用。但是,由于能量密度非常有限,WH kg 1,Libs降低了航空航天任务的容错,并增加了任务启动成本[4]。因此,调用了更高的能量密度和更长稳定的循环电池系统,以增强太空任务中的有效载荷和科学能力。li-co 2电池是一种下一代储能系统,能够具有至1876年WH kg 1的超高理论特定能量,被广泛认为适用于火星勘探[5]。然而,Li-Gas电池中Pure CO 2的性能和反应机制无法从根本上代替火星大气层。火星大气不仅包括二氧化碳(CO 2,95.32%),还包括其他微量气体,例如氮(N 2,2.7%),氩(AR,1.6%),氧(O 2,0.13%),碳一氧化碳(CO,0.08%),以及可能的水(CO,0.08%),以及可能的水(H 2 O)[6] [6] [6] [6] [6] [6] [6] [6]。来自取之不尽的大气来源的痕量的活性O 2和CO
摘要 - 进入极端地形,例如洞穴或陨石坑,是未来行星探索机器人的关键挑战。许多实验机器人系统要么使用创新的运动概念或精心制作的任务设计来探索更具挑战地形。但是,这需要高度专业的任务特定机器人设计,从而限制了机器人一般应用的范围。我们通过使现有的漫游者系统团队将轨迹探索作为额外的机会任务任务来调查另一种方法。Rovers在一个束缚的Abseiling操作中进行了合作,从而增强了机器人团队一名成员的运动能力。我们使用我们的两个行星漫游原型在一般多功能多机器人月亮模拟任务的范围内进行火山口探索。在本文中,我们首先概述了对流动站系统的设计和修改,并描述了实验的一般部分自治设置,包括用于挂接系绳的机器人合作,并将其挂入火山口。第二,我们在火山Mt.ETNA,意大利,2022年。 在现场,流浪者成功地进入了甲壳虫小火山口,这是宽度约150 m,深度约为30 m,其陡峭的侧面部分紧凑,部分宽松且部分松散的火山土壤。 该实验表明协作操纵对束缚两个流浪者的可行性。 还显示出由于绞车而显示出增强的漫游动力,从而实现了安全的火山口探索。ETNA,意大利,2022年。在现场,流浪者成功地进入了甲壳虫小火山口,这是宽度约150 m,深度约为30 m,其陡峭的侧面部分紧凑,部分宽松且部分松散的火山土壤。该实验表明协作操纵对束缚两个流浪者的可行性。还显示出由于绞车而显示出增强的漫游动力,从而实现了安全的火山口探索。我们终于讨论了从该实验中学到的经验教训以及其余的实施步骤,以实现当地自主的火山口探索。