Hvorfor Microsofts Kinect og Googles Android går hen til rummet

En del af de skyhøje omkostninger ved at køre missioner i rummet er ned til den skræddersyede computerhardware på satellitter og rumfartøjer. Rumbundne computere er normalt størrelsesordrer mindre magtfulde end forbrugerhardware, men mange gange dyrere.

Nu vil de britiske forskere slå flere nuller fra for prisen til computere med pladsfart ved at erstatte nutidens specialbyggede enheder med dem som smartphones og videospilcontrollere.

Forskere fra Surrey Space Center (SSC), der er en del af University of Surrey, og spin-out-firmaet Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) kører to projekter for at studere, hvordan forbrugerteknologiske priser i rummet er.

STRaND (Surrey Training, Research and Nanosatellite Demonstrator) 1 vil undersøge, hvordan en Google Nexus One-smartphone fungerer i kredsløb, og om den kan bruges til at kontrollere en CubeSat-satellit, en nanosatellit, der vejer så lidt som fire kilogram. Det andet projekt STRaND 2 vil forsøge at bruge Kinect, Microsofts controller til sin Xbox-spilkonsol, til at dokke to CubeSat-satellitter.

Dr Chris Bridges taler ved hjælp af STRaND-1 & 2 CubeSat flyudstyr i SSTLs rene værelser.

Dr. Chris Bridges fra SSC og en af ​​STRaND-projektledere sagde: "Det prøver at tænke uden for kassen og lære folk, at du stadig kan være innovative til lave omkostninger.

"I stedet for at skulle betale en masse penge for et skræddersyet stykke hardware, spørger vi, om du kan gå ud og købe en telefon på $ 300 og bruge den."

En del af grunden til, at processorer inden for moderne smartphones er mange gange hurtigere end dem, der bruges i rumbundne computersystemer, er forskere en tendens til at favorisere ældre hardware, der har arbejdet med rummissioner i fortiden.

"Teknologien er gået videre, og luftfartssamfundet er et godt antal år bag det, vi har i øjeblikket. Disse smartphone-processorer er meget lavere strøm, hurtigere og designet til at være meget mere dygtige, " sagde Bridges. For eksempel er det billige GomSpace NanoMind-computersystem, der bruges i STRaND-1 CubeSat-satellitten, for eksempel afhængig af en 40 MHz ARM 7-processor sammenlignet med 1 GHz-chip inde i Nexus One-telefonen.

"Vi prøver at udnytte denne moderne teknologi og se, om vi kan spinde det til applikationer i rummet."

Nexus One-telefonen vil interface med satellitens computersystemer via et I2C og USB-kort og Java-baseret middleware, der oversætter data og kommandoer.

En af de største udfordringer vil være at sikre, at telefonen fungerer i kredsløb, hvor temperaturerne svinger mellem -20C og 80C, og håndsættet bombarderes af højenergistråling, der kan få software til at gå ned eller opføre sig på uventede måder. Der er også spørgsmålet om, hvor godt dens processor vil fungere i et vakuum uden luft til at konvegere væk varme fra dens overflade.

For at forberede telefonen til rejsen simulerer forskere de varme-, stråle-, vakuum- og vibrationsforhold i kredsløb og studerer, hvordan telefonen opfører sig. Når de først har identificeret problemer, tilpasser de telefonens Android 2.3.4 OS og software i et forsøg på at få den til at køre på en måde, der lader telefonen undgå eller komme sig efter disse problemer.

"Det kræver, at telefonen er robust at se, hvilke dele der er sårbare, og om du kan beskytte dem eller ej, " sagde Bridges.

Universitetet har forarbejdet forbrugerteknologi i mere end 30 år, i 1981 tilpassede det en tale & stave, så det var i stand til at arbejde ombord på satellitter.

Hvis telefonen fungerer i kredsløb, kan den tildeles begrænset kontrol over satellitten. Holdet er også opsat på at teste, om de billigste sensorer, der er indbygget i telefonen - accelerometre og magnetometer, der hjælper med at spore dens bevægelse og orientering, dets kamera og mikrofon - kan matche eller overgå ydeevnen for de dyre specialbyggede sensorer, der findes på -bord kommercielle og regeringssatellitter.

For at måle ydelsen af ​​telefonens sensorer kører telefonen adskillige apps - såsom iTesa, der registrerer Jordens magnetfelt, to apps, der vil finde ud af satellitens position ved at tage skud af jorden ved hjælp af telefonens kamera og Scream in Space, der bruger telefonens mikrofon til at teste den berømte tag-linje fra filmen Alien 'In space, ingen kan høre dig skrige'.

Forekomsten af ​​apps, der kan tilpasses til at udføre opgaver under rumopgaver og overflod af udviklere, der laver apps til Android og Kinect, er en anden grund til at skubbe disse forbrugerteknologier ind i den endelige grænse, tilføjede han.

"Potentielt er det disse typer apps, der en dag kunne finde vej til mainstream-satellitsystemer, " sagde Bridges.

STRaND 2, vil udvide ideen om at bruge forbrugerteknologi i rummet ved at montere satellitter med teknologi fra Kinect, Microsofts controller til Xbox-spilkonsollen, der sporer kropsbevægelser ved hjælp af et traditionelt RGB-kamera og infrarøde sensorer, så det kan kortlægge objekter i 3D-rum .

Missionen vil undersøge, om to CubeSat-satellitter kan dokke, når de bruger Kinect-komponenter til at spore 3D-rummet omkring dem. Hvis det fungerer, vil det være den første demonstration af et lavpris pladsdokingsystem. Sådanne systemer er normalt reserveret til store budgetopgaver til Den Internationale Rumstation.

En strippet Microsoft Kinect-controller inde i et Hermes vakuumkammer

"Fra vores foreløbige test ser det ud til, at Kinect er en bæredygtig mulighed, men vi er stadig nødt til at foretage en masse jordtest på det, " sagde Bridges.

Holdet skal udvikle brugerdefinerede drivere og software for at få Kinect til at køre med satellitsubsystemer. De kan heller ikke være i stand til at bruge deres sædvanlige GomSpace-satellitcomputersystem, da det mangler musklerne til at køre Kinect, og overvejer i stedet at bruge en Android-telefon til at køre den i stedet.

"Vi vil forsøge at simulere så meget som muligt på jorden og finde ud af, hvordan kan vi koble dette op til flycomputere og få dem til at køre autonomt, " sagde Bridges.

STRaND-teamet ser de relativt lave omkostninger, men højdrevne nanosatellitter, de vil teste i disse missioner som intelligente "rumbygningsblokke", som kunne stables sammen og konfigureres til at bygge større modulopbygget rumfartøj eller som missionens målsætninger ændres.

STRaND 1-satellitten forventes at blive lanceret i år, og Bridges mener, at når forbrugerteknologi først har vist sig at være levedygtig i rummet, vil dens lave omkostningsegenskaber være en stærk motivator for store rumfartsbureauer og virksomheder til at vedtage den.

"Så snart vi kan flyve disse nye systemer og få folk mere seriøse over det, er der ingen grund til, at det ikke kunne ske."

© Copyright 2020 | mobilegn.com