|
|
سبد خرید ( 0 )
|
مقایسه ( 0 )
|
لیست استعلام ( 0 )
آخرین اخبار
آخرین مقالات
معرفی شرکت Testo
شنبه، 09 دی، 1396
معرفی شرکت Pepperl + Fuchs
چهارشنبه، 12 مهر، 1396
معرفی شرکت Sick
سه شنبه، 11 مهر، 1396
اندازه گیری مقاومت الکترود زمین (بخش دوم)
شنبه، 01 مهر، 1396
معرفی شرکت Han Seung
سه شنبه، 31 مرداد، 1396
آرشیو مقالات ...

هدایت فضاپیما ها با استفاده از پرتو های لیزری

متن خبر:


ازدحامی از فضاپیماهای کوچک می توانند کاربردهای جالب توجهی داشته باشند. این کاربردها به ویژه در مواردی از قبیل رصد زمین از فضا، موقعیت یابی جهانی و ارتباطات برجسته تر می شوند. فضاپیماهای کوچک در مقایسه با انواع بزرگ آن ها روزنه تصویربرداری گسترده تری دارند که باعث می شود هم هدف های زمینی و هم سوژه های فضایی بهتر رصد شوند.

ثابت شده است که به کار انداختن تعداد زیادی فضاپیما در آن واحد، علی رغم مزایایی که دارد با دشواری های بسیاری همراه است. در روش های فعلی، این فضاپیماها توسط اپراتورهای متعددی هدایت می شوند که علاوه بر پرهزینه بودن مانع از کاربرد فناوری های بیشتر می شوند.

تیمی از پژوهشگرهای دانشگاه آریزونا روش جدیدی برای هماهنگ و کنترل کردن گروه های مختلف فضاپیماها ابداع کرده اند. استفاده از این شیوه نوین در مقیاس بزرگ تر به مراتب آسان تر است. رویکرد آن ها بهره گیری از پرتوهای لیزری جهت سازماندهی و مدیریت انبوهی از فضاپیماهای معلق در فضا است.

این پژوهشگران به مدت ده سال است که در جستجوی شیوه هایی برای کنترل جمعیت های زیادی از روبات های پرنده، هواپیماهای بدون سرنشین و فضاپیماها با دخالت تعداد کمی نیروی انسانی بوده اند. تعدادی از تکنیک هایی که به کار برده اند کاملاً اتوماتیک هستند و اثری از حضور انسان در عملکرد آن ها نیست. برخی تکنیک های دیگر هم با هماهنگی نیروی انسانی و روباتیک انجام می شوند.

این پژوهشگرها در پروژه قبلی خود سعی کردند از رویکردهای حسی و ادراکی برای کنترل کارآمد ۱۰تا هزاران روبات استفاده کنند. آن ها قصد داشتند تا این روش ها بر پایه حواس و شناخت باشد، چرا که بدین طریق آموزش اپراتورها آسان تر صورت می گرفت و در نهایت حین انجام کار استرس کمتری به آن ها وارد می شد.

در پروژه جدید آن ها این ایده را از نقش رهبر ارکستر در هدایت نوازندگان الهام گرفتند. رهبر تنها یک فرد است، اما وظیفه هماهنگ کردن عده زیادی نوازنده را بر عهده دارد. تشبیه کردن کار کنترل تعداد زیادی فضاپیما، هواپیمای بدون سرنشین یا وسایل نقلیه زمینی بدون سرنشین (UGVs) به هدایت نوازندگان توسط رهبر ارکستر مقایسه بسیار خوبی است. بنابراین پژوهشگران راه هایی فیزیکی را که عملکردشان خیلی به کار رهبر ارکستر شباهت داشت را برای کنترل فضاپیماها به کار بستند. مسلم است که استفاده از باتون در مورد فضاپیماها از محالات است، اما به کارگیری پرتوهای لیزری قطعاً امکان پذیر است.

این فناوری قادر است با کمک صفحه های خورشیدی که نقش ابزار حسگر را دارند پرتوهای لیزری روی یک فضاپیما را حس کند. یک صفحه خورشیدی که زیر نور آفتاب الکتریسیته تولید می کند همچنین این توانایی را دارد که نور لیزر را به طور جداگانه دریافت کند. صفحه های خورشیدی بیشترین مساحت سطح را در ماهواره های فضایی به خود اختصاص می دهند، بنابراین می توانند ابزار دریافتی ایده آلی برای فضاپیماها باشند.

پژوهشگرها به دنبال مشاهدات خود پی بردند که صفحه های خورشیدی می توانند به مربع های کوچکی تقسیم بندی شوند، درست مانند پیکسل های صفحه نمایش رایانه که می توانند نور لیزری را دریافت کنند. نور لیزری که به نقاط مختلف یک صفحه خورشیدی برخورد می کند منجر به ارسال فرمان های مختلفی می شود؛ صفحه نمایش این سیستم بسیار شبیه به صفحه نمایش لمسی یک تلفن هوشمند عمل می کند. آن ها برای پشتیبانی روش خود، دوربین های دیجیتالی را روی فضاپیما نصب می کنند تا حرکات لیزرها را در فضا شناسایی کنند.در این روش پرتوهای لیزری را که از زمین یا از یک «فضاپیمای فرمان و کنترل»ارسال می شوند به کار می برند تا تجمع و عملکرد فضاپیماها سازماندهی و هدایت شوند. در این ازدحام، هر فضاپیمایی مجهز به یک پوسته هوشمند متشکل از صفحه های خورشیدی، سیستم مدارهای الکتریکی و یک قطعه تأمین کننده نیروی محرکه ثانویه است. پرتوهای لیزری با صفحه های خورشیدی هر کدام از فضاپیماها به طور مجزا وارد تعامل و ارتباط می شوند. بدین ترتیب اپراتور می تواند رهبری را در میان دسته های فضاپیما انتخاب کرده و پارامترهایی برای آرایش پرواز آن ها تنظیم کند.

به نظر می رسد که این فناوری صحنه ای از کتاب یا فیلم علمی تخیلی «بازی اِندر»باشد. در این سناریو تعداد انگشت شماری اپراتور صدها هزار فضاپیما و روبات را کنترل می کنند. با کمک این فناوری می توان نور لیزر را روی صفحه خورشیدی به حرکت در آورد تا این صفحه سیگنال لیزر در حال حرکت را دریافت کند.


ابزاری که پژوهشگرهای دانشگاه آریزونا ابداع کرده اند کاملاً بر پایه اشارات و حرکات دست عمل می کند، پس به «جوی استیک» یا برنامه نویسی گسترده نیاز ندارد. اپراتور با استفاده از این فناوری می تواند خیلی راحت با رسم کردن یک نشانه مشخص روی صفحه خورشیدی پیامی به فضاپیما ارسال کند. آن ها معتقدند که می توان رویکرد ابداعیشان را حسی و ادراکی در نظر گرفت.

برای مثال، اگر قرار باشد با این نور لیزری فضاپیمایی انتخاب شود، تنها کاری که باید کرد رسم سریع یک دایره روی صفحه های خورشیدی با استفاده از لیزر خواهد بود. بنابراین با انجام یک سری حرکات و دادن فرمان هایی می توان همه جور دستور را به جمعیت فضاپیماهای گردنده در فضا انتقال داد و آن ها را به اشکال گوناگون هدایت کرد. این اپراتور است که تصمیم می گیرد کدام فضاپیما رهبری کند و کدام به عنوان یکی از اعضای گروه هایی که خودش دسته بندی می کند فعالیت کند. او همچنین این امکان را خواهد داشت تا یک مسیر پروازی را روی صفحه ترسیم کند تا تمامی اعضای گروه این خط سیر را دنبال کنند در آن به حرکت در آیند.

بیشتر روش های کنونی کنترل و هدایت فضاپیماها مستلزم استفاده از دو ترمینال هستند، یکی برای اپراتورها و دیگری برای فضاپیما که البته با یک جوی استیک هم می توان آن را به اجرا درآورد. به طور معمول دستورها با انتقال یک سری فرمان به آن ها داده می شود که این باعث خواهد شد درصد اشتباه اپراتورها بالا برود.

ارسال دستورالعمل اشتباه به یک فضاپیما عواقب فاجعه باری خواهد داشت. اگر این اتفاق بیافتد، مأموریت ناتمام به پایان می رسد و میلیون ها یا شاید میلیاردها دلار خسارت وارد آید. اما با روش حرکت دست روی صفحه خورشیدی کنترل دسته های فضاپیماها آسان تر می شود و از بروز هر گونه اشتباه و سردرگمی در ارسال فرمان جلوگیری به عمل می آید. با همه این ها، هدایت جمعیت فضاپیماهای شناور کاری پرچالش است، چرا که اپراتورها در فضایی سه بعدی و با وجود نیروی ریزگرانش انجام وظیفه می کنند. به علاوه، این نگرانی وجود دارد که هکرهای شرور حرکات دست و اشارات اپراتورها را یاد بگیرند و خودشان فضاپیماها را کنترل کنند. اما خوشبختانه امنیت مبنای عملکرد در این فناوری است. برای مثال، سیگنال های لیزری به صورت اتوماتیک کدگذاری می شوند. بنابراین حتی اگر اپراتور دیگری حرکات دست همکار خود را ببیند، برای فرمان دادن و هدایت یک فضاپیمای دیگر نیازمند کد و رمز عبور خواهد بود.

آمار مربوط به این مطلب:
تعداد بازدید:131
نظرات
در این رابطه هیچ نظری توسط کاربران نوشته نشده است
بازگشت