Águila poderosa
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Mighty Eagle módulo de aterrizaje
DescripciónTamañoÁrbitro
Secado masivo207 kilogramos[1]
Propulsores de descenso3 en total[1]
Empuje de descenso (cada uno)60 lbf[1]
Propulsores ACS12 en total[1]
Empuje ACS (cada uno)10 lbf[1]
Masa propulsora máxima116 kilogramos[1]
PropulsorH 2 O 2[2]
PresurizaciónNitrógeno[3]
Altura4 pies[2]
Diámetro8 pies[2]
Carga útilCámara 3D[4]

El Mighty Eagle (también conocido como el artículo de prueba de gas caliente ) es un prototipo de aterrizador robótico desarrollado por la NASA en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales en Huntsville, Alabama. [2]

El vehículo es un banco de pruebas de vuelo autónomo que se utiliza para probar hardware, sensores y algoritmos. Estos sensores y algoritmos incluyen cosas como cámaras a bordo que, con guía especializada, software de navegación y control, podrían ayudar en la captura de desechos espaciales en órbita, acoplamiento en el espacio con un depósito de combustible, acoplamiento de un módulo de aterrizaje robótico con un módulo de comando en órbita. y el encuentro de múltiples escenarios no tripulados para la exploración humana del Sistema Solar en el espacio profundo . [5]

Historia

El desarrollo inicial de software y hardware se realizó en un vehículo precursor llamado Artículo de prueba de gas frío que usaba aire comprimido como propulsor y tenía aproximadamente 10 segundos de tiempo de vuelo. El conocimiento obtenido de este desarrollo y prueba se utilizó en el diseño del Mighty Eagle. [1]

El prototipo de módulo de aterrizaje Mighty Eagle fue desarrollado por el Centro Marshall y el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins . Los socios clave en este proyecto incluyen el Centro Von Braun para la Ciencia y la Innovación, la Corporación Internacional de Aplicaciones Científicas , Dynetics Corporation y Teledyne Brown Engineering . [2]

El diseño del vehículo comenzó a finales de 2009 y la integración se completó en enero de 2011. El vehículo se transportó a una instalación de prueba interior y se atornilló al suelo para la prueba inicial, seguida de una prueba de vuelo libre. Las pruebas al aire libre en otra instalación se realizaron de agosto a noviembre de 2011. En 2012, se desarrolló un área de prueba en MSFC y el Mighty Eagle probó la tecnología "Autonomous Rendezvous and Capture". En 2013, se realizaron mejoras que incluyen patas que son más livianas en aproximadamente 6,8 kg (15 libras), una cámara estéreo 3D que permite la detección y evitación de objetos 3D (tridimensionales) y un procesador de imágenes a bordo en preparación para las pruebas de "evitación de peligros". . [4] [6]

En julio de 2013, se inició la construcción de un campo de peligro (área de prueba para el módulo de aterrizaje) que consta de 200 toneladas de simulante lunar en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales. [7]

En agosto de 2013 se completó el campo de peligro. La cámara 3D se instaló en un recinto en el vehículo que permite apuntar la cámara en tres ángulos diferentes. [8]

Después de muchas pruebas (descritas a continuación), el módulo de aterrizaje Mighty Eagle fue puesto en "organización y almacenamiento" en diciembre de 2013. [9] La información del Proyecto de Desarrollo Robótico Lunar Lander de la NASA (también conocido como Mighty Eagle) se fusionó con la iniciativa Lunar CATALYST . [10]

Para obtener más detalles, consulte el Proyecto de desarrollo robótico del módulo de aterrizaje lunar . [11]

El módulo de aterrizaje lleva el nombre del personaje Mighty Eagle en el juego Angry Birds . [12]

Especificaciones

Módulo de aterrizaje "verde" de tres patas: [2]

  • Combustible: peróxido de hidrógeno puro al 90 por ciento [2]
  • El empuje principal es proporcionado por un propulsor EGC (Earth Gravity Cancelling) que proporciona 500 libras de fuerza (2200 N) a 700 libras de fuerza (3100 N) de empuje [1] [13]
  • El nitrógeno de alta pureza almacenado a ~ 3000 psi se regula a ~ 750 psi y se utiliza para expulsar el peróxido de los propulsores. El vehículo puede transportar 7 kilogramos (15 libras) de presurizante. [3] [14]
  • Doce propulsores del Sistema de Control de Actitud (ACS), cada uno con una fuerza de 10 libras (44 N) de empuje, proporcionan control de actitud [1]
  • Cámara 3D [2] [4] a la que se le dio su propia batería como parte de la modificación número 200 del vehículo. [15]
  • Computadora de a bordo responsable de la ejecución de perfiles de vuelo preprogramados [2]
  • Dimensiones: 4 pies (1,2 m) de alto y 8 pies (2,4 m) de diámetro [2]
  • Masa: cuando se alimenta con combustible es de ~ 700 libras (320 kg) [2] [16]
  • Realiza despegues y aterrizajes verticales (VTVL) [17]

Para obtener información adicional, consulte las páginas de información de Robotic Lunar Lander. [2] [17]

Motores

Propulsor principal del Mighty Eagle de la NASA

El Mighty Eagle de la NASA produce empuje mediante la violenta descomposición del peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) utilizando plata como catalizador. [18]

Placa de catalizador de descomposición de peróxido en el propulsor principal

Pruebas

Antes de las pruebas de vuelo, cada subsistema se estaba probando individualmente, incluido el sistema de propulsión. [13]

Pruebas de vuelo en 2011

  • Enero de 2011: los ingenieros de la NASA integraron y completaron con éxito las pruebas del sistema en un nuevo módulo de aterrizaje robótico en las instalaciones de Teledyne Brown Engineering en Huntsville. Parte de las pruebas consistió en colocar el prototipo del módulo de aterrizaje robótico en patinetas modificadas y un sistema de pistas personalizado. Esta solución de bajo costo controló el movimiento durante la prueba final de los sensores del prototipo, la computadora de a bordo y los propulsores. [19] [20]
  • 13 de junio de 2011: vuelo interior libre (sin ataduras) a 7 pies durante 27 segundos. [21]
  • 16 de junio de 2011: segundo vuelo libre que incluye un vuelo estacionario a 6 pies con descenso controlado. La unidad de medición inercial y el altímetro de radar se utilizaron para controlar el vuelo. [22]
  • 23 de agosto de 2011 - Realizó una maniobra traducida (es decir, se movió hacia los lados) para ejecutar un aterrizaje seguro y controlado a 13 pies de la plataforma de lanzamiento. [23]
  • Octubre-noviembre de 2011: el Proyecto de Desarrollo de Lander Robótico del Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville realizó una serie de pruebas complejas en el módulo de aterrizaje prototipo. En las instalaciones de prueba de propulsión del Centro de Pruebas de Redstone en el Arsenal de Redstone del Ejército de los EE. UU. En Huntsville, Alabama, la máquina voló a tres pies, luego a 30 pies y finalmente a una prueba de vuelo récord de 100 pies. El vuelo duró 30 segundos. [24]

Pruebas de verano de 2012

Estas pruebas de aterrizaje proporcionan los datos necesarios para ampliar nuestras capacidades para ir a otros destinos ”. [2]

  • 8 de agosto de 2012: Mighty Eagle voló a una altura de 30 m (100 pies) y aterrizó de manera segura. [2]
  • 28 de agosto de 2012: voló a una altura de 30 m (100 pies). Durante el vuelo de 35 segundos , el módulo de aterrizaje identificó automáticamente su destino a 10 m de distancia, voló allí y aterrizó de manera segura. [12]
  • 5 de septiembre de 2012: voló a una altura de 100 pies (30 m), usó una cámara a bordo para identificar un objetivo en el suelo y luego aterrizó de forma autónoma en el lugar elegido. Esta vez solo transportaba deliberadamente 103 kilogramos (227 lb) de combustible. [25]
  • 19 de octubre de 2012: prueba de cambios de software con conexión WGTA. [26]
  • 25 de octubre de 2012: voló a una altura de 50 metros (160 pies), por encima de las copas de los árboles. [27]

Pruebas de 2013

Se está preparando un área de prueba de campo de peligro que simula la superficie lunar, incluidas las rocas. [28] Entre las modificaciones de software y hardware de prueba se encontraba la adquisición de un quadcopter cuya cámara WIFI puede filmar en pleno vuelo. [29]

  • 10 de abril de 2013: vuelo de prueba de regresión a tres pies con piernas más ligeras. Las tres patas del vehículo estaban atadas al suelo. [4] [6] [30]
  • 19 de abril de 2013 - Prueba de vuelo gratuita con cientos de estudiantes espectadores. El vuelo se filmó con un quadcopter. [16] [31]
  • 30 de agosto de 2013: vuelo de prueba atado con la cámara 3D en su nuevo recinto orientable. [32]
  • 16 de septiembre de 2013 - HAZ02 Un vuelo libre a través del Hazard Field. Se cargaron 110,02 kg de propelente presurizado a 760 psi. El vuelo fue exitoso, aunque se levantó polvo, el vehículo pudo tomar una fotografía de reconocimiento del Hazard Field. Se hicieron modificaciones al vehículo porque los datos de prueba del vuelo de práctica el 4 de septiembre de 2013 mostraron que no había energía suficiente para la cámara y que, de manera intermitente, el motor del acelerador EGC no se abre por completo. [15] El vuelo se puede ver en este video tomado desde un quadcopter. [33]
  • 20 de septiembre de 2013 HAZ03 - Un vuelo libre a través del Hazard Field. El campo había sido regado para reducir el polvo. El software de orientación de Moon Express también se llevó a cabo para probar y ver si sus resultados coincidían con los del software de orientación de la NASA. [15] : 20 de septiembre de 2013  [34]
  • 26 de septiembre de 2013 Repetición de HAZ02. Mighty Eagle voló a una altura de 20 my trasladó 45 m. [15] : 26 de septiembre de 2013  En este documental se pueden ver imágenes en movimiento del vuelo. [35]
  • 24 de octubre de 2013 Se realizó la secuencia de prueba HAZ05. Esto simuló un aterrizaje real de la NASA Mighty Eagle ascendiendo a 30 m seguido de un descenso a 20 m mientras traducía y tomaba imágenes estéreo a través del campo. Solo se cargaron 100 kg de propulsor. [36] : 24 de octubre de 2013  El vuelo se puede ver en este video, incluida la nube de vapor / niebla producida por el frío. [37]
  • 14 de noviembre de 2013 Vuelo de prueba atado con modificaciones. Solo 42,06 kg de propelente cargado. El software normal fue reemplazado por el software de guía de Moon Express . El equipo de Nanolaunch suministró una carga útil secundaria que incluía varias unidades de medición inercial de bajo costo y sensores del Sistema de posicionamiento global para la caracterización en vuelo y las pruebas de algoritmos. [38] [39] : 14 de noviembre de 2013 
  • 25 de noviembre de 2013 Prueba MEG02 El vehículo voló a una altura de tres metros a una velocidad vertical de 0.5 m / s, seguido de un vuelo estacionario de 12 segundos y terminó con un descenso a -1 m / s bajo el control del Moon Express software. [40]

Se pueden encontrar más detalles sobre las pruebas y el hardware en el artículo "Mighty Eagle: El desarrollo y las pruebas de vuelo de un banco de pruebas autónomo de aterrizaje robótico" en Johns Hopkins APL Technical Digest. [3]

Video

Toda la lista de reproducción de YouTube MSFC Mighty Eagle de la NASA (oficial).

Ver también

  • VTVL (despegue vertical aterrizaje vertical)
  • Proyecto Morfeo
  • CATALIZADOR Lunar

Referencias

  1. ^ a b c d e f g h i Barbara A. Cohen (6 de febrero de 2012). "Charla de EAS Lander" (PDF) . Proyecto de desarrollo robótico del módulo de aterrizaje lunar de la NASA . NASA . Consultado el 6 de marzo de 2013 .
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n "Lander prototipo robótico 'Mighty Eagle' de la NASA vuela de nuevo en Marshall" . NASA. Archivado desde el original el 16 de septiembre de 2012 . Consultado el 14 de agosto de 2012 .
  3. ^ a b c Timothy G. McGee, David A. Artis, Timothy J. Cole, Douglas A. Eng, Cheryl LB Reed, Michael R. Hannan, D. Greg Chavers, Logan D. Kennedy, Joshua M. Moore y Cynthia D. Stemple (2013). "Mighty Eagle: el desarrollo y las pruebas de vuelo de un banco de pruebas autónomo de aterrizaje robótico" (PDF) . Recopilación técnica de Johns Hopkins Apl . 32 (3): 619–635 . Consultado el 29 de diciembre de 2013 . Mantenimiento de CS1: utiliza el parámetro de autores ( enlace )
  4. ^ a b c d "¿Qué pasa, tres ojos? Aquí está el lado comercial de nuestra cámara estéreo (con una tercera cámara opcional)" . NASA y Twitter. 20 de febrero de 2013 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  5. ^ "Los puestos de prueba históricos de la NASA dan paso a un nuevo vecino de aterrizaje robótico reutilizable" . NASA. Archivado desde el original el 25 de septiembre de 2012 . Consultado el 14 de agosto de 2012 .
  6. ^ a b "¡Viejo módulo de aterrizaje, nuevas patas, con un ahorro de peso de ~ 6,8 kg (15 libras)!" . NASA y Twitter. 2 de abril de 2013 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  7. ^ "Matemáticas simuladas" . Twitter . NASA . Consultado el 16 de julio de 2013 .
  8. ^ "Publicaciones de Mighty Eagle de la NASA en agosto de 2013" . Facebook . NASA . Consultado el 2 de septiembre de 2013 .
  9. ^ "¡Con esta imagen (curva), la organización y el almacenamiento del hardware de Mighty Eagle están completos! Ahora esperamos ..." Twitter . NASA . Consultado el 29 de mayo de 2014 .
  10. ^ "Referencias de CATALIZADOR Lunar" . Sitio web de la NASA . NASA . Consultado el 29 de mayo de 2014 .
  11. ^ "Proyecto de desarrollo robótico del módulo de aterrizaje lunar" (PDF) . NASA . Consultado el 14 de agosto de 2012 .
  12. ^ a b Lee Mohon, Jennifer Stanfield. "Lander prototipo robótico 'Mighty Eagle' de la NASA toma 100 pies de vuelo libre" . NASA. Archivado desde el original el 30 de agosto de 2012 . Consultado el 31 de agosto de 2012 .
  13. ^ a b "La prueba del propulsor de la NASA ayuda a la capacidad de aterrizar con seguridad del futuro lanzador robótico" . NASA . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  14. ^ "Twitter de fecha 10 de abril de 2013 a las 16:17 BST" . Águila poderosa . NASA y Twitter . Consultado el 16 de abril de 2013 .
  15. ^ a b c d "Publicaciones de Mighty Eagle en Facebook en septiembre de 2013" . Facebook . NASA . Consultado el 16 de septiembre de 2013 .
  16. ^ a b "Mighty Eagle obtiene una nueva vista" . NASA . Consultado el 6 de junio de 2013 .
  17. ^ a b "Búsqueda lunar: robótica" . NASA. Archivado desde el original el 27 de diciembre de 2011 . Consultado el 14 de agosto de 2012 .
  18. ^ "Aquí está nuestro propulsor de cancelación de gravedad terrestre caballo de batalla con su escudo térmico retirado para su inspección" . NASA . Consultado el 6 de junio de 2013 .
  19. ^ "Prototipo de módulo de aterrizaje robótico" . NASA. 26 de enero de 2011. Archivado desde el original el 6 de abril de 2012 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  20. ^ "Prototipo de módulo de aterrizaje robótico" . NASA. Archivado desde el original el 6 de abril de 2012 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  21. ^ "Lander robótico de la NASA toma vuelo" . NASA. 16 de junio de 2011. Archivado desde el original el 13 de diciembre de 2011 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  22. ^ "Lander robótico de la NASA realiza segunda prueba de vuelo libre" . NASA. 21 de junio de 2011 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  23. ^ "Lander robótico de próxima generación de la NASA se inclina durante la prueba" . NASA. 23 de agosto de 2011 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  24. ^ "NASA vuela prototipo de lander robótico a nuevas alturas" . NASA. 21 de noviembre de 2011 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  25. ↑ Adam Mann (7 de septiembre de 2012). "Lander autónomo más nuevo de la NASA pasa la prueba de vuelo" . Cableado . Wired.com . Consultado el 24 de octubre de 2012 .
  26. ^ @NASAMightyEagle, ARC01A. "¡Atado hoy, pero no por mucho tiempo!" . NASA . Consultado el 24 de octubre de 2012 .
  27. ^ @NASAMightyEagle. "¡El Águila Poderosa mece las copas de los árboles!" . NASA . Consultado el 25 de octubre de 2012 .
  28. ^ "El equipo de Mighty Eagle tiene una reunión de campo de peligro con la oficina de las instalaciones. El naranja conos el campo del futuro" . NASA y Twitter. 13 de marzo de 2013 . Consultado el 15 de marzo de 2013 .
  29. ^ "Tiempo de collage: ¿Cómo podríamos mejorar el video del día de la prueba? ¡Trabaje con un quadcopter y haga que grabe el video en pleno vuelo!" . NASA y Twitter. 2 de abril de 2013 . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  30. ^ "¡2013 ha tenido un gran comienzo para el equipo de Mighty Eagle!" . NASA y Twitter . Consultado el 16 de abril de 2013 .
  31. ^ Adam Kimberlin. "Video de vuelo de prueba de Mighty Eagle de la NASA desde UAV" . NASA y YouTube . Consultado el 21 de abril de 2013 .
  32. ^ "La prueba fue un éxito. ¡Excelente trabajo, equipo MSFC! ¡¡¡Mighty Eagle ha volado y aterrizado !!" . Twitter . NASA . Consultado el 2 de septiembre de 2013 .
  33. ^ "Vuelo de evitación de peligro de águila poderosa" . YouTube . NASA . Consultado el 16 de septiembre de 2013 .
  34. ^ "En el aire sin polvo. Debería haber obtenido un montón de imágenes de cámara estéreo del campo de peligro" . Twitter - NASAMIGHTYEAGLE . NASA . Consultado el 26 de septiembre de 2013 .
  35. ^ "Tres nuevos residentes de la ISS en esta semana @NASA ..." YouTube - NASAtelevision . NASA . Consultado el 1 de octubre de 2013 .
  36. ^ "Publicaciones de Mighty Eagle en Facebook en octubre de 2013" . Facebook . NASA . Consultado el 24 de octubre de 2013 .
  37. ^ "Mighty Eagle Flight - Quadcopter estabilizado video - 24/10/13" . YouTube: equipo Aero-M . NASA . Consultado el 24 de octubre de 2013 .
  38. ^ "En noticias más interesantes, tendremos una carga útil secundaria del equipo Nanolaunch en este vuelo (cuadro gris en la foto)" . Twitter . NASA . Consultado el 15 de noviembre de 2013 .
  39. ^ "Publicaciones de Mighty Eagle en Facebook en noviembre de 2013" . Facebook . NASA . Consultado el 15 de noviembre de 2013 .
  40. ^ "3 m de altitud alcanzada" . Twitter: Mighty Eagle de la NASA . NASA . Consultado el 29 de noviembre de 2013 .

enlaces externos

  • NASA
  • Página de inicio de Robotic Lander
  • Cuenta de Twitter Mighty Eagle de la NASA
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