NASA的自主巡視器CADRE準備在月球地形上展開行動
CADRE 漫遊車的建造和測試工作已經完成,它們將一起繪製月球表面地圖,作為展示多機器人任務前景的技術演示。三輛將同步探索月球的小型漫遊車即將發射升空。美國國家航空暨太空總署(NASA)位於南加州的噴射推進實驗室的工程師最近完成了這些機器人的組裝工作,然後對它們進行了一系列嚴酷的測試,以確保它們在火箭進入太空的顛簸過程中以及在嚴酷的月球環境中能夠存活下來。 2023 年12 月,作為美國國家航空暨太空總署(NASA)的CADRE 技術演示的一部分,三輛將共同探索月球的小型漫遊車在該局噴氣推進實驗室的無塵室進行測試時,展示了它們作為一個團隊自主駕駛的能力–無需工程師的明確指令。圖片來源:NASA/JPL-Caltech每輛太陽能漫遊車只有一個手提箱大小,是名為CADRE (合作自主分散式機器人探索)的技術演示的一部分。這些漫遊車和相關硬體將安裝在前往月球雷納伽馬區的登陸器上。它們將利用月球日的白天時間–相當於地球上的14天–透過自主探索、測繪和使用探入月球表面下的探地雷達進行實驗。1 月下旬,CADRE 組裝、測試、發射和運行團隊成員在JPL 的無塵室內與完成的硬體合影。三個漫遊車後面是態勢感知相機組件、將漫遊車降到月球表面的部署器之一以及基地台。圖片來源:NASA/JPL-Caltech 其目的是證明,一組機器人太空船可以在沒有地球上任務控制人員明確指令的情況下,作為一個團隊共同完成任務並記錄資料。如果該專案取得成功,未來的任務可能包括機器人團隊分散開來,同時進行分散式科學測量,從而為太空人提供支援。工程師花了很長時間試駕漫遊車並排除故障,以完成硬件,使其通過測試,並為與著陸器整合做好準備。2023 年11 月的一次測試中,美國太空總署的CADRE 漫遊車之一被夾在震動台上劇烈搖晃。這項振動測試的目的是為了證明漫遊車在搭載月球登陸器前往月球的旅途中能夠承受火箭帶來的顛簸。JPL的CADRE專案經理蘇巴-科曼杜爾(Subha Comandur)說:「我們一直在全力以赴,讓這個技術演示為月球探險做好準備。幾個月來,我們幾乎不分晝夜地進行測試,有時還要重新測試,但團隊的辛勤工作終於得到了回報。現在我們知道,這些漫遊車已經準備好向世人展示一個由小型太空機器人組成的團隊所能完成的任務。”搖一搖和烤雖然測試項目繁多,但最殘酷的測試涉及極端的環境條件,以確保漫遊車能夠經受前方道路的嚴峻考驗。這包括被鎖在一個熱真空室中,模擬太空中的無空氣條件和極端的冷熱溫度。這些硬體也被夾在一個特殊的”振動台”上,該振動台會劇烈振動,以確保它們能夠承受離開地球大氣層的旅程。2023 年11 月,CADRE 漫遊車準備在JPL 的一個特殊艙進行電磁幹擾和相容性測試。這種測試確認電子子系統的運作不會互相干擾,也不會幹擾著陸器上的電子子系統。圖片來源:NASA/JPL-Caltech「這就是我們讓漫遊車經受的考驗:『震動』模擬火箭發射本身,『烘烤』模擬太空的極端溫度。親眼目睹這一切非常令人緊張,」JPL的飛行系統經理蓋伊-佐哈爾(Guy Zohar)說。”我們在專案中使用了許多精挑細選的商用零件。我們希望它們能正常運作,但在進行測試時,我們總是有點擔心。令人高興的是,每次測試最終都取得了成功” 。工程師們也對安裝在登陸器上的三個硬體元件進行了環境測試:漫遊車將透過網狀網路無線電與之通訊的基地台、提供漫遊車活動視角的攝像頭,以及透過電動捲軸緩慢送出的纖維系鏈將漫遊車降至月球表面的展開器系統(請參閱下面的影片)。當美國國家航空暨太空總署(NASA)的CADRE(合作自主分散式機器人探索)技術演示搭載月球登陸器抵達月球時,工程師們測試了將三個小型漫遊車降至月球表面的系統。測試於2023年12月在位於南加州的美國太空總署噴射推進實驗室的無塵室中進行。著陸器上將安裝三個部署系統–每個漫遊車一個。圖片來源:NASA/JPL-加州理工學院測試程式碼與此同時,研究CADRE 合作自主軟體的工程師們在JPL 多岩石、多沙的火星院子裡與被稱為開發模型的全尺寸漫遊車一起度過了許多天。這些測試漫遊車搭載了飛行軟體和自主能力,顯示它們能夠實現專案的關鍵目標。它們一起編隊行駛。面對意想不到的障礙,它們透過分享最新地圖和重新規劃協調路徑,作為一個整體調整計畫。當一輛漫遊車的電池電量不足時,整個團隊會暫停,以便稍後可以一起繼續行駛。2023 年8 月,作為NASA CADRE 技術演示的一部分,兩個全尺寸開發模型漫遊車在JPL 的火星場進行了測試。這些測試證實了該專案的硬體和軟體可以協同工作,實現關鍵目標。圖片來源:NASA/JPL-Caltech該項目在大型泛光燈下進行了幾次夜間駕駛,這樣漫遊車就能體驗到與月球白天近似的極端陰影和照明。之後,研究團隊又在JPL 的一間無塵室裡用飛行模型(即將登月的月球車)進行了類似的驅動測試。一塵不染的地板有點濕滑–與月球表面的質地不同–機器人便失去了隊形。但它們還是停了下來,調整了一下,繼續按計畫路徑前進。”應對曲線球–這對自主性非常重要。關鍵是機器人要對偏離計劃的事情做出反應,然後重新規劃,並且仍然取得成功,”JPL的讓-皮埃爾-德拉克魯瓦(Jean -Pierre de la Croix)說,他是CADRE的首席研究員和自主性負責人。”我們將前往月球上一個獨特的環境,當然會有一些未知因素。我們已經通過在各種情況下一起測試軟體和硬件,盡最大努力做好準備。”接下來,這些硬體將運送到直覺機器公司,安裝在Nova-C 登陸器上,該登陸器將搭載SpaceX獵鷹9 號火箭從佛羅裡達州的美國太空總署肯尼迪航天中心發射升空。編譯自: ScitechDaily