Могучий орел
« Могучий орел» (также известный как « Статья об испытаниях теплого газа ») — прототип роботизированного спускаемого аппарата , разработанный НАСА в Центре космических полетов Маршалла в Хантсвилле, штат Алабама. [ 1 ]
Транспортное средство представляет собой автономный летающий испытательный стенд, который используется для тестирования оборудования, датчиков и алгоритмов. Эти датчики и алгоритмы включают в себя такие вещи, как бортовые камеры, которые со специализированным программным обеспечением наведения, навигации и управления могут помочь в захвате орбитального космического мусора, стыковке в космосе со складом топлива, стыковке спускаемого робота с орбитальным командным модулем. и сближение нескольких беспилотных ступеней для исследования человеком Солнечной системы в дальнем космосе . [ 2 ]
История
[ редактировать ]Первоначальная разработка программного и аппаратного обеспечения велась на предшественнике корабля под названием « Испытательная статья с холодным газом» , который использовал сжатый воздух в качестве топлива и имел время полета около 10 секунд. Знания, полученные в результате этой разработки и испытаний, были использованы при проектировании Mighty Eagle. [ 3 ]
Прототип спускаемого аппарата Mighty Eagle был разработан Центром Маршалла и Лабораторией прикладной физики Университета Джонса Хопкинса . Ключевые партнеры в этом проекте включают фон Брауна Центр науки и инноваций , Международную корпорацию научных приложений , Dynetics Corporation и Teledyne Brown Engineering . [ 1 ]
Проектирование автомобиля началось в конце 2009 года, а интеграция была завершена в январе 2011 года. Автомобиль был перевезен на крытый испытательный стенд и прикручен к земле для первоначальных испытаний, за которыми последовали свободные летные испытания. Испытания на открытом воздухе на другом объекте проходили с августа по ноябрь 2011 года. В 2012 году была оборудована испытательная площадка в MSFC, и Mighty Eagle испытал технологию «автономного рандеву и захвата». В 2013 году были внесены усовершенствования, включая ноги, которые стали легче примерно на 6,8 кг (15 фунтов), 3D-стереокамеру, которая позволяет обнаруживать и избегать 3D (трехмерные) объекты, а также встроенный процессор изображений для подготовки к тестированию на «предотвращение опасности». . [ 4 ] [ 5 ]
В июле 2013 года в Центре космических полетов Маршалла началось строительство опасного поля (испытательного полигона для спускаемого аппарата), состоящего из 200 тонн лунного симулятора. [ 6 ]
В августе 2013 года работы по опасному полю были завершены. 3D-камера была установлена в корпусе автомобиля, позволяющем направлять камеру под тремя разными углами. [ 7 ]
После многочисленных испытаний (описанных ниже) в декабре 2013 года посадочный модуль Mighty Eagle был передан на «организацию и хранение». [ 8 ] Информация из проекта НАСА по разработке роботизированного лунного модуля (также известного как «Могучий орел») была объединена с инициативой Lunar CATALYST . [ 9 ]
Более подробную информацию см. в разделе « Проект разработки роботизированного лунного модуля» . [ 10 ]
Посадочный модуль назван в честь персонажа Могучего Орла, который появился в Angry Birds . видеоигре [ 11 ]
Технические характеристики
[ редактировать ]Трехногий «зеленый» посадочный модуль: [ 1 ]
- Топливо – 90- процентная чистая перекись водорода. [ 1 ]
- Основная тяга обеспечивается двигателем EGC (Earth Gravity Cancelling), обеспечивающим тягу от 500 фунтов силы (2200 Н) до 700 фунтов силы (3100 Н). [ 3 ] [ 12 ]
- Азот высокой чистоты, хранящийся при температуре ~3000 фунтов на квадратный дюйм, регулируется до ~750 фунтов на квадратный дюйм и используется для вытеснения перекиси из двигателей. Автомобиль может перевозить 7 кг (15 фунтов) герметика. [ 13 ] [ 14 ]
- Двенадцать подруливающих устройств системы управления ориентацией (ACS), каждый с тягой 10 фунтов силы (44 Н), обеспечивают ориентацию. [ 3 ]
- 3D camera [ 1 ] [ 4 ] которому в составе 200-й модификации машины был предоставлен собственный аккумулятор. [ 15 ]
- Бортовой компьютер, отвечающий за выполнение заранее запрограммированных профилей полета. [ 1 ]
- Размеры: 4 фута (1,2 м) в высоту и 8 футов (2,4 м) в диаметре. [ 1 ]
- Масса — при заправке ~700 фунтов (320 кг). [ 1 ] [ 16 ]
- Выполняет вертикальный взлет и вертикальную посадку (ВТВЛ). [ 17 ]
Дополнительную информацию см. на информационных страницах роботизированного лунного модуля. [ 1 ] [ 17 ]
Двигатели
[ редактировать ]
NASA Mighty Eagle создает тягу за счет бурного разложения перекиси водорода (H 2 O 2 ) с использованием серебра в качестве катализатора. [ 18 ]

Тестирование
[ редактировать ]Перед летными испытаниями каждая подсистема тестировалась индивидуально, включая двигательную установку. [ 12 ]
Летные испытания в 2011 году
[ редактировать ]- Январь 2011 г. — инженеры НАСА успешно интегрировали и завершили системные испытания нового роботизированного спускаемого аппарата на предприятии Teledyne Brown Engineering в Хантсвилле. Часть испытаний включала установку прототипа роботизированного спускаемого аппарата на модифицированные скейтборды и настроенную систему гусениц. Это недорогое решение контролировало движение во время финальных испытаний датчиков, бортового компьютера и двигателей прототипа. [ 19 ] [ 20 ]
- 13 июня 2011 г. - свободный (отвязной) полет в помещении на высоту 7 футов за 27 секунд. [ 21 ]
- 16 июня 2011 г. — второй свободный полет, включая зависание на высоте 6 футов с управляемым снижением. Для управления полетом использовались инерциальный измерительный блок и радиовысотомер. [ 22 ]
- 23 августа 2011 г. — выполнил маневр перемещения (т. е. переместился в сторону) для контролируемой и безопасной посадки в 13 футах от стартовой площадки. [ 23 ]
- Октябрь – ноябрь 2011 г. - в рамках проекта разработки роботизированного спускаемого аппарата Центра космических полетов имени Маршалла НАСА в Хантсвилле была проведена серия сложных испытаний прототипа спускаемого аппарата. На испытательном полигоне Испытательного центра Редстоун в Редстоунском арсенале армии США в Хантсвилле, штат Алабама, машина пролетела на высоте трех футов, затем 30 футов и, наконец, совершила рекордные летные испытания на высоте 100 футов. Полет длился 30 секунд. [ 24 ]
Тесты лета 2012 г.
[ редактировать ]«Эти испытания посадочного модуля предоставляют данные, необходимые для расширения наших возможностей путешествовать по другим направлениям». [ 1 ]
- 8 августа 2012 г. — Могучий Орел подлетел на высоту 100 футов (30 м) и благополучно приземлился. [ 1 ]
- 28 августа 2012 г. - взлетел на высоту 100 футов (30 м). В течение 35-секундного полета посадочный модуль автоматически определил пункт назначения на расстоянии 10 метров, долетел туда и благополучно приземлился. [ 11 ]
- 5 сентября 2012 г. - подлетел на высоту 100 футов (30 м), использовал бортовую камеру для определения наземной цели, а затем автономно приземлился в выбранном месте. На этот раз намеренно взял с собой только 103 килограмма (227 фунтов) топлива. [ 25 ]
- 19 октября 2012 г. — привязанное тестирование изменений программного обеспечения WGTA. [ 26 ]
- 25 октября 2012 г. — Пролетел на высоте 50 метров (160 футов) над верхушками деревьев. [ 27 ]
2013 тесты
[ редактировать ]Готовится опасный полигон, имитирующий лунную поверхность, включая валуны. [ 28 ] Среди тестовых модификаций программного и аппаратного обеспечения была закупка квадрокоптера , камера WIFI которого может снимать полет в полете. [ 29 ]
- 10 апреля 2013 г. — Регрессионный испытательный полет на высоту трех футов с более легкими ногами. Три ноги автомобиля были привязаны к земле. [ 4 ] [ 5 ] [ 30 ]
- 19 апреля 2013 г. — Бесплатные летные испытания с сотнями студентов-зрителей. Полет был снят на видео квадрокоптера. [ 16 ] [ 31 ]
- 30 августа 2013 г. — Привязной испытательный полет с 3D-камерой в новом направляемом корпусе. [ 32 ]
- 16 сентября 2013 г. - HAZ02 Свободный полет через Поле Опасностей. Было загружено 110,02 кг топлива под давлением 760 фунтов на квадратный дюйм. Полет прошел успешно, хотя поднималась пыль, аппарат смог сделать рекогносцировку опасного поля. В автомобиль были внесены изменения, поскольку данные испытаний тренировочного полета 4 сентября 2013 года показали, что для камеры недостаточно мощности, а двигатель дроссельной заслонки EGC периодически не открывается полностью. [ 15 ] Полет можно увидеть на этом видео, снятом с квадрокоптера. [ 33 ]
- 20 сентября 2013 г. HAZ03 — Свободный полет через Поле Опасностей. Поле полили, чтобы уменьшить пыль. Программное обеспечение управления от Moon Express также было доставлено для проверки, чтобы убедиться, что его результаты соответствуют результатам программного обеспечения управления НАСА. [ 15 ] : 20 сентября 2013 г. [ 34 ]
- 26 сентября 2013 г. Повтор ХАЗ02. Могучий Орел летел на высоте 20м и перенесся на 45м. [ 15 ] : 26 сентября 2013 г. В этом документальном фильме можно увидеть движущиеся фотографии полета. [ 35 ]
- 24 октября 2013 г. Выполнен испытательный полет HAZ05. Это имитировало реальную посадку NASA Mighty Eagle, поднявшуюся на высоту 30 метров, а затем спустившуюся на высоту 20 метров с одновременным перемещением и съемкой стереоизображений по полю. Было загружено всего 100 кг топлива. [ 36 ] : 24 октября 2013 г. На этом видео можно увидеть полет, включая облако пара/тумана, возникающее из-за холода. [ 37 ]
- 14 ноября 2013 г. Испытательный полет на привязи с доработками. Загружено всего 42,06 кг топлива. Обычное программное обеспечение было заменено программным обеспечением наведения Moon Express . Команда Nanolaunch поставила дополнительную полезную нагрузку, включая несколько недорогих блоков инерциальных измерений и датчики глобальной системы позиционирования для определения характеристик в полете и тестирования алгоритмов. [ 38 ] [ 39 ] : 14 ноября 2013 г.
- 25 ноября 2013 Испытание MEG02 Аппарат поднялся на высоту три метра с вертикальной скоростью 0,5 м/с, затем совершил 12-секундное зависание и завершился снижением со скоростью -1 м/с под управлением Moon Express. программное обеспечение. [ 40 ]
Более подробную информацию об испытаниях и оборудовании можно найти в статье «Могучий орел: разработка и летные испытания автономного испытательного стенда роботизированного спускаемого аппарата» в техническом дайджесте Johns Hopkins APL. [ 13 ]
Видео
[ редактировать ]Весь плейлист NASA MSFC Mighty Eagle на YouTube (официальный).
См. также
[ редактировать ]- ВТВЛ (вертикальный взлет, вертикальная посадка)
- Проект Морфеус
- Лунный КАТАЛИЗАТОР
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к «Прототип роботизированного спускаемого аппарата НАСА «Могучий орел» снова летает в Маршалле» . НАСА. Архивировано из оригинала 16 сентября 2012 года . Проверено 14 августа 2012 г.
- ^ «Исторические испытательные стенды НАСА уступают место новому соседу многоразового роботизированного спускаемого аппарата» . НАСА. Архивировано из оригинала 25 сентября 2012 года . Проверено 14 августа 2012 г.
- ^ Jump up to: а б с Барбара А. Коэн (6 февраля 2012 г.). «Разговор о посадочном модуле EAS» (PDF) . Проект НАСА по разработке роботизированного лунного модуля . НАСА . Проверено 6 марта 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с «Как дела, трехглазка? Вот деловая сторона нашей стереокамеры (с дополнительной 3-й камерой)» . НАСА и Твиттер. 20 февраля 2013 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ Jump up to: а б «Старый посадочный модуль, новые опоры и экономия веса примерно на 6,8 кг (15 фунтов)!» . НАСА и Твиттер. 2 апреля 2013 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ «Имитационная математика» . Твиттер . НАСА . Проверено 16 июля 2013 г.
- ^ «Сообщения НАСА Mighty Eagle в августе 2013 г.» . Фейсбук . НАСА . Проверено 2 сентября 2013 г.
- ^ «На этой (изогнутой) картинке организация и хранение оборудования Mighty Eagle завершены! Теперь ждем…» Twitter . НАСА . Проверено 29 мая 2014 г.
- ^ «Справочники по лунному КАТАЛИЗАТОРУ» . Сайт НАСА . НАСА. Архивировано из оригинала 3 мая 2014 года . Проверено 29 мая 2014 г.
- ^ «Проект разработки роботизированного лунного модуля» (PDF) . НАСА . Проверено 14 августа 2012 г.
- ^ Jump up to: а б Ли Мохон, Дженнифер Стэнфилд. «Прототип роботизированного спускаемого аппарата НАСА «Могучий орел» совершил свободный полет на высоту 100 футов» . НАСА. Архивировано из оригинала 30 августа 2012 года . Проверено 31 августа 2012 г.
- ^ Jump up to: а б «Испытание двигателя НАСА поможет будущему роботизированному спускаемому аппарату безопасно приземлиться» . НАСА . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ Jump up to: а б Тимоти Дж. МакГи; Дэвид А. Артис; Тимоти Дж. Коул; Дуглас А. Энг; Шерил Л. Б. Рид; Майкл Р. Ханнан; Д. Грег Чейверс; Логан Д. Кеннеди; Джошуа М. Мур; Синтия Д. Стемпл (2013). «Могучий орел: разработка и летные испытания автономного испытательного стенда роботизированного спускаемого аппарата» (PDF) . Технический дайджест Johns Hopkins Apl . 32 (3): 619–635. Архивировано из оригинала (PDF) 30 декабря 2013 года . Проверено 29 декабря 2013 г.
- ^ «Твиттер от 10 апреля 2013 года, 16:17 по британскому стандартному времени» . Могучий орел . НАСА и Твиттер . Проверено 16 апреля 2013 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Сообщения Mighty Eagle на Facebook в сентябре 2013 года» . Фейсбук . НАСА . Проверено 16 сентября 2013 г.
- ^ Jump up to: а б «Могучий орел обретает новый вид» . НАСА . Проверено 6 июня 2013 г.
- ^ Jump up to: а б «Лунный квест — Робототехника» . НАСА. Архивировано из оригинала 27 декабря 2011 года . Проверено 14 августа 2012 г.
- ^ «Вот наша рабочая лошадка, подавляющая земное притяжение, со снятым для проверки тепловым экраном» . НАСА . Проверено 6 июня 2013 г.
- ^ «Прототип роботизированного спускаемого аппарата» . НАСА. 26 января 2011. Архивировано из оригинала 6 апреля 2012 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ «Прототип роботизированного спускаемого аппарата» . НАСА. Архивировано из оригинала 6 апреля 2012 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ «Роботизированный спускаемый аппарат НАСА отправился в полет» . НАСА. 16 июня 2011. Архивировано из оригинала 13 декабря 2011 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ «Роботизированный спускаемый аппарат НАСА проводит второе испытание в свободном полете» . НАСА. 21 июня 2011 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ «Роботизированный спускаемый аппарат НАСА следующего поколения во время испытаний отклонился боком» . НАСА. 23 августа 2011 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ «НАСА подняло прототип роботизированного спускаемого аппарата на новую высоту» . НАСА. 21 ноября 2011 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ Адам Манн (07 сентября 2012 г.). «Новейший автономный спускаемый аппарат НАСА прошел летные испытания» . Проводной . Wired.com . Проверено 24 октября 2012 г.
- ^
@NASAMightyEagle, ARC01A. «Сегодня привязан, но ненадолго!» . НАСА . Проверено 24 октября 2012 г.
{{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ @NASAMightyEagle. «Могучий Орел раскачивает верхушки деревьев!» . НАСА . Проверено 25 октября 2012 г.
- ^ «Команда Mighty Eagle проводит совещание на местах опасностей с офисом объектов. Оранжевый конус — поле будущего» . НАСА и Твиттер. 13 марта 2013 года . Проверено 15 марта 2013 г.
- ^ «Время создания коллажей: как мы можем улучшить видео в день испытаний? Возьмите квадрокоптер и пусть он снимает видео в полете!» . НАСА и Твиттер. 2 апреля 2013 года . Проверено 2 апреля 2013 г.
- ^ «Для команды Mighty Eagle 2013 год начинается отлично!» . НАСА и Твиттер . Проверено 16 апреля 2013 г.
- ^ Адам Кимберлин. «Видео испытательного полета НАСА Mighty Eagle с БПЛА» . НАСА и YouTube . Проверено 21 апреля 2013 г.
- ^ «Испытание прошло успешно. Отличная работа команды MSFC! Могучий Орел полетел и приземлился!!!!» . Твиттер . НАСА . Проверено 2 сентября 2013 г.
- ^ «Полет Могучего Орла для предотвращения опасностей» . Ютуб . НАСА . Проверено 16 сентября 2013 г.
- ^ «В воздухе, без пыли. Надо было сделать кучу снимков опасного поля со стереокамеры» . Твиттер — NASAMIGHTYEAGLE . НАСА . Проверено 26 сентября 2013 г.
- ^ «Три новых жителя МКС на этой неделе @NASA…» YouTube — NASAtelevision . НАСА . Проверено 1 октября 2013 г.
- ^ «Сообщения Mighty Eagle на Facebook в октябре 2013 года» . Фейсбук . НАСА . Проверено 24 октября 2013 г.
- ^ «Полет Могучего Орла — стабилизированное видео с квадрокоптера — 24.10.13» . YouTube — Команда Аэро-М . НАСА . Проверено 24 октября 2013 г.
- ^ «Более интересные новости: в этом полете у нас будет вторичная полезная нагрузка от команды Nanolaunch (серый прямоугольник на картинке)» . Твиттер . НАСА . Проверено 15 ноября 2013 г.
- ^ «Сообщения Mighty Eagle на Facebook в ноябре 2013 года» . Фейсбук . НАСА . Проверено 15 ноября 2013 г.
- ^ «Достигнута высота 3 метра» . Твиттер — НАСА «Могучий орел» . НАСА . Проверено 29 ноября 2013 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]