esa.’S自动驾驶宇宙飞船为行星防御探险设置

艺术家’s rendering of ESA’S Hera行星防御航天器导电小行星的红外成像。图片礼貌的esa。

设计ESA的HERA行星防御使命的工程师向Dodymos小行星对正在开发先进的技术,让航天器通过空间传动,采取类似的方法来自驾。

“如果您认为自动驾驶汽车是地球上的未来,那么英雄是深度空间中自主的先驱,”欧安全盟署铅系统工程师Paolo Martino解释说:’拟议的Hera使命。 “虽然特派团旨在从地面手动全面操作,但一旦核心任务目标实现并且可以采取更高的风险,将测试新技术。”

Hera目前是详细设计工作的主题,提前向欧洲的太空部长提供 空间19 + 部长委员会今年11月。宇宙飞船将调查一个小160米直径的780米直径的月亮,在达米的后果 开拓行星防御实验.

“航天器将像自主车辆一样运作,融合来自不同传感器的数据,以建立周围环境的相干模型,”ESA指导,导航和控制(GNC)工程师耶稣吉尔费尔南德斯表示。

“Hera最重要的数据来源将是它的 小行星框架相机,结合来自星形跟踪器的输入,激光高度计,热红外摄像机加上惯性传感器,包括加速度计。“

由此产生的自主权应该让Hera安全地在距离较小的小行星'迪多月的表面上200米处,使得收购低分辨率的科学观察下至每像素2厘米 - 特别是在留下的冲击火山口上方 美国飞镖宇宙飞船 撞到迪多诺郡以转移其轨道。

GNC工程师Massimo Casasco补充道:“所有其他深度空间任务,相比之下都有一个明确的司机回到地球上,导航命令在ESA的任务控制中计划 欧洲空间运营中心,在以后上线上上行到航天器时。在Hera的实验阶段,等同的决定将在自主基础上实时进行。“

为了获得最大的导航可靠性,Hera的主要车载计算机将由专用图像处理单元互补 - 以与台式机PC相同的方式,桌面PC通常具有单独的显卡 - 在生产线上采用的工业摄像机借用机器视觉技术。

基于图像的导航

到期于10月2023日推出,并在三年后到达其目标迪姆斯近地球小行星,ESA提出的Hera Mission将以三种不同的方式导航。在初始方法上,主要的小行星将出现在许多亮点中的一个亮点。

“从远处,它只是一个小点,”耶稣解释道。 “我们必须拍几张照片来遵守其对背景的运动。”

这种成像技术类似于开发用于检测小型空间碎片的那些,并最终允许未来的机器人碎屑除去任务与它们进行共同。

下一个模式将成为大部分英雄的使命在30公里到8公里之间的主要任务,较大的“迪文”小行星在其相机视图中以整体参考点框架。

“这种模式取决于具有比我们整体相机的视野小的大小行星,并检测其边缘的对比,让位于超越空间,”Massimo说。 “我们利用其粗略球形的形状来融合圆圈,并估计航天器和小行星'质心'之间的视线距离。”

迪曼德被选为导航参考点,因为它是大部分系统的重力集中的机构,并且比较小的迪蒙所了解更多。

这条方法将变得不可行,然而,一旦赫拉距离迪特·丹班有8公里,小行星就会填补其视野。然后是基于自动特征跟踪的全部雄心勃勃的导航模式,无绝对参考。

耶稣解释说:“这将是成像相同的特征 - 如巨石和陨石坑 - 在不同的图片中,以获得我们对表面的移动方式的感觉,又与包括板载加速度计的其他信息相结合死者和热红外相机用于超越小行星的夜间。“

特征跟踪还将用于测量戴蒙的质量,通过测量其使其父母的“摆动”,相对于整个二元DidyMOS系统的共同重心。这将通过确定在该重心周围的固定地标旋转中的小米尺规模变化随时间围绕该重心旋转而实现的。

在实践中,无疑会出现惊喜,观察Massimo:“更平坦的表面比具有高对比度的大量巨石的东西更糟糕,使得明确识别特征。再加上具有许多不规则形状和阴影的球体,对我们采用的边缘检测的种类更为挑战。“

欧洲广泛的开发团队

GMV在西班牙领先于此基于视觉的导航系统的领导,由OHB在瑞典支持的其他合作伙伴,包括GMV在波兰和罗马尼亚。小行星框架相机英雄的复制品目前正在使用 与Didymos的高分辨率模型一起对软件的实际测试.

这种技术将在许多其他任务中使用更广泛的用途,包括esa计划 空间维修车辆 用于翻新卫星并移除空间碎片,以及雄心勃勃 火星样本退货使命,其中的家庭腿将涉及在火星轨道中的自主集合。最终,一旦经过验证,这项技术将是一个能够为深层空间的低成本行星探针的支持构建块。

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