NFL发明了一种卫星对接工具

为了教会卫星在太空中相互作用和对接,一个航空航天团队在周日的足球比赛中找到了一个可能的解决方案。
NASA立方体卫星图像

你怎么教卫星停车?随着宇宙飞船从独立的飞行器过渡到成群的“自动驾驶”机器人,这些机器人可以在太空中自主互动和停靠,工程师们需要在地球上测试这些动作。一个航空团队找到了一个可能的解决方案周日晚上的足球™。

对于这支球队来说,比赛不是在球场上进行,而是在天空中进行,由缆线和滑轮组成的摄像机在空中穿梭,从空中捕捉比赛。这种电缆系统允许摄像机在三维空间的任意两个位置之间移动——这正是测试和训练下一代卫星所需要的操作。

这一概念的航空版本,称为Zipline,利用类似的电缆系统来测试自动驾驶卫星的运动和相互作用。

项目负责人本·拜克罗夫特认为,即将到来的太空技术“巨变”将需要在测试方法上同样大胆的进步。

航空航天控制分析部门经理拜克罗夫特说:“我们正试图建造高空滑索作为试验平台,以证明我们可以让太空飞行器彼此接近而不坠毁或失踪。”“我们希望能够测试硬件和算法——所有你可能需要的过程,让一群自主机器人在太空中独立工作。”

正在进行的自主航天器测试很大程度上依赖于机器人手臂来模拟简单的飞行动作,但在规模和运动范围上受到严重限制。

拜克罗夫特说:“下一波卫星将需要一种新的视觉和空间思维。”“现在,我们还没有办法在真实的场景中测试这些感觉。Zipline会让我们更接近真正的交易。”

拜克罗夫特说,从本质上讲,这个系统的功能是“拔河”。连接到卫星每个角落的电缆可以卷进或卷出以增加或减少张力,将飞船拉到所需空间内的任何位置。

这样,系统只会受到电缆长度和测试环境大小的限制。Bycroft举了一个例子,他提到了测试卫星摄像机传感器的挑战,它必须能够从远处探测到来的飞船。

“想想你的手机摄像头。当你近距离观察时,就更容易看到一些东西,航天器上的相机也是如此,”他说。“但从30米外的轨道上,一颗正在接近的卫星可能是黑暗空间中的四个非常暗淡的像素。我们必须训练摄像机算法,从更远的距离发现这个小点,并在卫星靠近时进行调整。”

为了建造这个系统,Bycroft和他的团队获得了一个现成的“飞行”摄影机手推车,并将创建自定义的马达控制和算法来模拟失重状态。

一旦全面开发,Zipline将帮助实现新技术,从而提高卫星星座的弹性。太空中的“加油站”立方体卫星,组装像乐高玩具Zipline的试验场可能会成为现实。

拜克罗夫特说:“为这些新兴概念提供试验台已经有一段时间了。”“我们正在集思广益这个飞行体育场摄像机方法的想法,思考‘这真的对我们要做的工作有效吗?’事实证明确实如此。”