Hvorfor Microsofts Kinect og Googles Android ledes til verdensrommet

En del av de skyhøye kostnadene ved å kjøre oppdrag i verdensrommet er nede på den skreddersydde datamaskinvaren på satellitter og romfartøy. Plassbundne datamaskiner er vanligvis størrelsesordrer mindre kraftige enn maskinvare for forbrukerne, men mange ganger dyrere.

Nå ønsker britiske forskere å slå flere nuller fra prisen for datamaskiner med plassering av farter ved å erstatte dagens spesialbyggede enheter med slike som smarttelefoner og videospillkontrollere.

Forskere fra Surrey Space Center (SSC), som er en del av University of Surrey, og spin-out selskapet Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) kjører to prosjekter for å studere hvordan forbrukerteknologiske priser i verdensrommet.

STRaND (Surrey Training, Research og Nanosatellite Demonstrator) 1 vil studere hvordan en Google Nexus One-smarttelefon opererer i bane og om den kan brukes til å kontrollere en CubeSat-satellitt, en nanosatellitt som veier så lite som fire kilo. Det andre prosjektet STRaND 2 vil forsøke å bruke Kinect, Microsofts kontroller for sin Xbox-spillkonsoll, til å legge til ro to CubeSat-satellitter.

Dr Chris Bridges snakker med STRaND-1 & 2 CubeSat flyutstyr i SSTLs rene rom.

Dr Chris Bridges fra SSC og en av prosjektlederne i STRaND, sa: "Det prøver å tenke utenfor boksen og lære folk at du fremdeles kan være innovative til lave kostnader.

"I stedet for å måtte betale mye penger for en skreddersydd maskinvare, spør vi om du kan gå ut og kjøpe en $ 300-telefon og bruke den."

En del av grunnen til at prosessorer i moderne smarttelefoner er mange ganger raskere enn de som brukes i rombundne datasystemer, er at forskere har en tendens til å favorisere eldre maskinvare som har jobbet med romoppdrag tidligere.

"Teknologien har kommet videre, og romfartssamfunnet ligger en god del år bak det vi har for tiden. Disse smarttelefonprosessorene har mye lavere strøm, raskere og designet for å være mye mer dyktige, " sier Bridges. For eksempel er det lavprissystemet GomSpace NanoMind-datasystemet som skal brukes i STRaND-1 CubeSat-satellitten, for eksempel avhengig av en 40 MHz ARM 7-prosessor, sammenlignet med 1 GHz-brikken inne i Nexus One-telefonen.

"Vi prøver å utnytte denne moderne teknologien og se om vi kan spinne det til applikasjoner i verdensrommet."

Nexus One-telefonen vil grensesnitt mot satellittens datasystemer via et I2C- og USB-kort og Java-basert mellomvare, som oversetter data og kommandoer.

En av de største utfordringene vil være å sikre at telefonen fungerer i bane, der temperaturene svinger mellom -20C og 80C og håndsettet blir bombardert av høyenergistråling som kan føre til at programvare krasjer eller oppfører seg på uventede måter. Det er også spørsmålet om hvor godt prosessoren vil fungere i et vakuum, uten luft for å konveksjon bort varme fra overflaten.

For å forberede telefonen på reisen simulerer forskere de varme-, stråle-, vakuum- og vibrasjonsforholdene i bane og studerer hvordan telefonen oppfører seg. Når de har identifisert problemer, tilpasser de telefonens Android 2.3.4 OS og programvare i et forsøk på å få den til å kjøre på en måte som lar telefonen unngå eller komme seg etter disse problemene.

"Rugging av telefonen krever, se hvilke deler som er sårbare og om du kan beskytte dem eller ikke, " sa Bridges.

Universitetet har ruggetising forbrukerteknologi i mer enn 30 år, i 1981 tilpasset det en Speak & Spell slik at det var i stand til å jobbe ombord satellitter.

Hvis telefonen fungerer i bane, kan den tildeles begrenset kontroll over satellitten. Teamet er også opptatt av å teste om lavprissensorene som er innebygd i telefonen - akselerometre og magnetometer som hjelper til med å spore bevegelse og orientering, kameraet og mikrofonen - kan matche eller overgå ytelsen til de dyre spesialbygde sensorene som finnes på -bord kommersielle og regjeringssatellitter.

For å måle ytelsen til telefonens sensorer vil telefonen kjøre flere apper - for eksempel iTesa som vil registrere jordens magnetfelt, to apper som skal regne ut satellittens posisjon ved å ta bilder av jorden ved hjelp av telefonens kamera og Scream in Space, som vil bruke telefonens mikrofon til å teste den berømte tag-linjen fra filmen Alien 'In space, no can hear one scream'.

Forekomsten av apper som kan tilpasses for å utføre oppgaver under romoppdrag og mengden av utviklere som lager apper for Android og Kinect, er en annen grunn til å presse disse forbrukerteknologiene til endelig grense, la han til.

"Potensielt er det disse appene som en dag kan finne veien til vanlige satellitt-systemer, " sier Bridges.

STRaND 2, vil utvide ideen om å bruke forbrukerteknologi i verdensrommet ved å montere satellitter med teknologi fra Kinect, Microsofts kontroller for Xbox-spillkonsollen som sporer kroppsbevegelser ved hjelp av et tradisjonelt RGB-kamera og infrarøde sensorer, slik at den kan kartlegge objekter i 3D-plass .

Oppdraget vil undersøke om to CubeSat-satellitter kan legge til kai når de bruker Kinect-komponenter for å spore 3D-rommet rundt dem. Hvis det fungerer, vil det være den første demonstrasjonen av et billig dokkingssystem. Slike systemer er vanligvis forbeholdt store romfartsoppdrag til den internasjonale romstasjonen.

En strippet ned Microsoft Kinect-kontroller inne i et Hermes vakuumkammer

"Fra de foreløpige testene våre ser det ut til at Kinect er et levedyktig alternativ, men vi må fortsatt gjøre mye bakketesting på det, " sier Bridges.

Teamet må utvikle tilpassede drivere og programvare for å få Kinect til å fungere med satellitsubsystemer. De vil heller ikke kunne bruke det vanlige satellittdatasystemet GomSpace, siden det mangler muskelen til å kjøre Kinect, og vurderer i stedet å bruke en Android-telefon for å kjøre den i stedet.

"Vi vil prøve å simulere så mye som mulig på bakken og finne ut hvordan vi kan koble dette til flycomputere og få dem til å kjøre autonomt, " sier Bridges.

STRaND-teamet ser på de relativt lave, men høydrevne nanosatellittene de vil teste i disse oppdragene som intelligente "rombyggeklosser", som kan stables sammen og konfigureres for å bygge større modulbasert romfartøy eller når oppdragsmålene endres.

STRaND 1-satellitten skal lanseres i år, og Bridges mener at når forbrukerteknologi har vist seg å være levedyktig i verdensrommet, vil dens lave kostnadsmuligheter være en kraftig motivator for store romfartsbyråer og selskaper til å ta i bruk den.

"Så snart vi kan fly disse nye systemene og få folk mer alvorlige om det, er det ingen grunn til at det ikke kunne skje."

© Copyright 2020 | mobilegn.com