Kaip Veikia Depthx

{h1}

Ko jums reikės norint apžiūrėti vandenyną europoje, vieną iš jupiterio mėnulių? Be kita ko, jums reikės povandeninio aparato, kad galėtumėte tyrinėti vandenyną ir susieti atradimus su žeme. „stone aerospace“ kuria būtent tokią transporto priemonę: „depthx“.

Ko jums reikės norint apžiūrėti vandenyną Europoje, vieną iš Jupiterio mėnulių? Jis nutolęs šimtus milijonų mylių, o vandenynas yra po mažiausiai 10 kilometrų (6 mylių) storio ledo lakštu. Jums greičiausiai prireiks erdvėlaivio, kad nusileistumėte ant ledo, būdo, kaip gręžti per ledą, ir povandeninės transporto priemonės, skirtos tyrinėti vandenyną ir susieti atradimus su Žeme.

Ši povandeninė transporto priemonė yra projektas, kurio metu dr. Billas Stone'as, „Stone Aerospace“ generalinis direktorius Austine, Teksasas, stengiasi. Akmuo ir jo kolegos sukūrė prototipą autonominė povandeninė transporto priemonė (AUV) paskambino „Deep Phreatic“ šilumos šaltinis (DEPTHX) nuotoliniam tyrimui ir šiuo metu tai išbando dideliame povandeniniame urve. Šiame straipsnyje mes išnagrinėsime šį revoliucinį AUV, jo misiją ir kaip jis įsilieja į didesnę nežemiškų tyrinėjimų schemą.

DEPTHX projektas yra vienas iš NASA finansuojamų serijų, skirtų sukurti robotinius zondus, galinčius tyrinėti Europą (vėliau aptarsime, kodėl Europa yra toks įdomus taikinys). „Stone Aerospace“ suprojektavo, pastatė ir eksploatuoja „DEPTHX“ bendradarbiaudamas su savo partneriais:

  • Carnegie Mellon universiteto lauko robotikos centras - kuria ir išbando navigacinę programinę įrangą
  • „SwRI“, Kolorado kasyklų mokykla, Kolorado universitetas, Boulderis ir Arizonos universiteto mėnulio ir planetų laboratorija - konsultuojasi dėl mokslo naudingumo siekiant nustatyti mikrobų gyvenimą
  • Teksaso universitetas Austine - teikia logistinę paramą atliekant DEPTHX testus

Kaip veikia DEPTHX: ledo

DEPTHX ant denio, jei jo bandymai bus atlikti

DEPTHX projektas skirtas atsakyti į šiuos klausimus:

  1. Ar gali visiškai automatizuotas visureigis kasdien tyrinėti nežinomą, trijų dimensijų pasaulį, be misijos kontrolės? Ar ji gali sukurti ir naudoti žemėlapius naršyti ir grįžti į „namų vietą“ pranešti apie savo radinius?

„DEPTH X“ baigė tanko bandymus (į kuriuos įeina sistemų integracija ir žemėlapių sudarymas) ir dabar ruošiasi atlikti bandymus visiškai nežinomoje aplinkoje: Meksikos „Zacatón“ cenote.

Kitas, pažvelkime į AUV ir jo sistemas iš arčiau.

Cenotes

Cenotai (tariami „sakyk-ne-pasakai“) yra stambios gėlo vandens smegduobės, aptinkamos Meksikos Jučo pusiasalyje. Šie cenotai susiformavo, kai požeminis vanduo ištirpo į akytą kalkakmenis pagrindinį uolieną, sudarančią visą pusiasalį. Zacátono cenote yra viena iš penkių sujungtų cenotų ir manoma, kad ji yra giliausia pasaulyje. Zacátonas taip pat turi hidroterminis pavasaris jo viduje.

DEPTHX AUV

DEPTHX vidinės struktūros

DEPTHX vidinės struktūros

„DEPTHX AUV“ yra kiaušinio formos, jos ilgoji ašis yra 4,26 metro (13,97 pėdos), trumpoji ašis yra 3,04 m (9,97 pėdų), o svoris - 1,3 metrinės tonos (1,43 trumposios tonos). Jis gali laisvai judėti, užveskite pelės žymeklį ir sienos takelis trijų matmenų, be jokių išorinių komandų. Žemėlapio žemėlapio „DEPTHX“ mažiausias kreiserinis greitis yra 0,2 metro per sekundę (0,65 pėdos per sekundę) ir jis gali nuvažiuoti iki 1000 m (3,280 pėdų). Norėdami veikti autonomiškai, „DEPTHX“ turi sugebėti atlikti šiuos veiksmus:

  • Manevras
  • Naršykite ir nurodykite žemėlapį
  • Informacija apie procesą
  • Pati galia
  • Bendrauti
  • Paimkite aplinkos matavimus ir mėginius

Manevringumas

Kaip veikia DEPTHX: kaip

Iš arti matomas DEPTHX stūmoklis

„DEPTHX“ turi šešis stūmoklius (keturis horizontalius ir du vertikalius), kurie leidžia manevruoti trimis matmenimis. Transporto priemonę galima manevruoti turint tik du horizontalius ir vieną vertikalų stūmoklius - priedai yra skirti atsarginei kopijai.

„DEPTHX“ taip pat gali svyruoti. Laikydamasis savo pozicijos, jis galėjo naudoti traukos įtaisus, tačiau tai greitai sunaudotų vertingą akumuliatoriaus energiją. Vietoj to, transporto priemonėje yra du kintamo stiprio varikliai (VBE). VBE kompiuteris nustato slėgį, temperatūrą ir druskingumas (druskos kiekį) aplinkiniame vandenyje ir apskaičiuoja plaukiojančio laivo plūdrumą. Tada kompiuteris atidaro arba uždaro vožtuvus, kurie leidžia siurbliams ar suslėgtoms dujoms leisti vandenį į vidų arba iš jo. Kaip ir varikliuose, yra įmontuotas dubliavimas ir „DEPTHX“ gali svyruoti naudodamas tik vieną VBE.

Kaip veikia DEPTHX: DEPTHX

Kintamo stiprumo varikliai leidžia DEPTHX pasislinkti.

Naršymas ir žemėlapių sudarymas

Kaip veikia DEPTHX: „DEPTHX“

Geometrinis DEPTHX sonaro jutiklio galimybių matrica

DEPTHX turi 54 sonaro jutiklius, išdėstytus aplink rėmą ir valdomus dviem sonaro masyvai. Sonarui naudojami didelės energijos garso bangų impulsai ir jų atspindžiai, kad būtų galima aptikti daiktus transporto priemonės 250–300 metrų spinduliu. Surinkta informacija perduodama į borto kompiuterius, kad būtų galima valdyti.

Be sonaro, „DEPTHX“ naršo naudodamas akselerometrus, gylio matuoklius ir inercinį kreipiamąjį. Doplerio greičio kaupiklis nustato, kaip greitai transporto priemonė juda, ir perduoda šią informaciją pirminiam kompiuteriui, kuris reguliuoja transporto priemonės greitį.

Judant „DEPTHX“, kompiuteriai naudoja sonaro informaciją norėdami sudaryti 3D vaizdus, ​​kurie perdengiami kompiuterio atmintyje, kad sudarytų progresyvųjį geometrinį žemėlapį. Technika vadinama Vienalaikis lokalizavimas ir žemėlapių sudarymas (SLAM). Billas Stone'as ir jo kolegos sukūrė narų varomą SLAM įrenginį, kurį naudojo Wakulla Springs vandeningojo sluoksnio žemėlapiui Floridoje. „DEPTHX“ naudoja savo vidinį žemėlapį naršymui, kad jis galėtų judėti į bet kurią konkrečią vietą be išorinės navigacijos, tokios kaip GPS, pagalbos.

Kaip veikia DEPTHX: „DEPTHX“

Wakulla Springs vandeningojo sluoksnio dalies, gautos iš „Stone Aerospace“, žemėlapis

Informacijos apdorojimas

„DEPTHX“ turi keletą borto kompiuterių, skirtų konkrečioms užduotims atlikti. Vienas iš jų kontroliuoja transporto priemonės operacijas, SLAM ir navigaciją; vienas kontroliuoja VBE; o vienas kontroliuoja eksperimentus ir analizuoja duomenis. Iš viso šiuose kompiuteriuose yra daugiau nei 30 mikroprocesorių, nuo 8 bitų valdiklių iki „Pentium 4“ lustų. DEPTHX yra užprogramuotas savarankiškam veikimui ir analizei.

Vidinė galia ir komunikacija

„DEPTHX“ turi du akumuliatorių bokštus, į kuriuos įkraunamos ličio jonų baterijos. Baterijos maitina iki aštuonių valandų.

Kaip veikia DEPTHX: DEPTHX

DEPTHX AUV povandeninis

Panardintas jis gali susisiekti per paviršių esančiu „WiFi“ ryšiu ir vienu optinio pluošto kabeliu. Kabelis naudojamas duomenims įkelti ar valdymo komandoms gauti, kai reikia.

Aplinkos matavimai ir mėginiai

„DEPTHX“ panaudos savo SLAM technologijas žemėlapiams ir vaizdams tyrinėti. Jis turi plataus lauko vaizdo kamerą ir taip pat galės atlikti aplinkos matavimus, tokius kaip temperatūra, slėgis ir įvairių cheminių medžiagų koncentracijos. Tai taip pat ištiesiama rankena su moksliniu zondu, leidžiančiu rinkti skystus ir kietus mėginius, ir borto mikroskopu, kurio slėgis įvertintas, kad būtų lengviau nustatyti mikrobų gyvenimą.

Tyrinėja Europa

„Europa“ ledo plaustai yra ledo blokai, kurie parodo, kad anksčiau Europa galėjo turėti požeminį vandenyną.

„Europa“ ledo plaustai yra ledo blokai, kurie parodo, kad anksčiau Europa galėjo turėti požeminį vandenyną.

Kodėl Europa, vidinis Jupiterio mėnulis, yra toks įdomus tyrinėjimo objektas? „Voyager“ ir „Galileo“ kosminiai zondai parodė, kad Europa buvo uždengta ledo lakštu. Kadangi Europa yra taip arti Jupiterio, planetos gravitacija ją vilioja, pakaitomis tempdama ir suspausdama mėnulį savo orbitoje. Šios gravitacijos jėgos sukuria šilumą mėnulyje. Ši šiluma išsisklaido vykdant ugnikalnius ir gali sušildyti ledo lapo apatinę dalį, sukurdama skystą vandenyną.

Skystą vandenyną įrodo suskaidytas ledo sluoksnis, kurio storis yra 10 kilometrų (6,21 mylios). Panašius modelius galima pamatyti Arkties ledyne, stebint palydovus iš Žemės orbitos. Magnetinio lauko matavimai rodo, kad būsimas vandenynas gali būti sūrus. Taip pat skaičiavimai rodo, kad potvynio jėgos sukuria pakankamai šilumos, kad susidarytų skystas vandenynas.

Kaip veikia DEPTHX: DEPTHX

Hidroterminė ventiliacija vandenyno dugne

Jei egzistuoja skystas vandenynas ir egzistuoja potvynio potvynio jėgos, tai gali būti hidroterminės angos „vandenyno“ dugne, kaip ir tie, kurie randami Žemėje prie vandenyno vidurupio.

Žemėje mes žinome, kad aplink hidrotermines angas bendruomenėse, kurių pagrindas yra, išgyvena daugybę įvairių gyvybės formų chemosintezė, organinių junginių susidarymas naudojant geoterminę energiją. Chemosintetinės bakterijos sudaro šių bendruomenių maisto grandinės pagrindą. Kiti šių bendruomenių organizmai yra milžiniški vamzdeliai, moliuskai, krabai ir žuvys.

Astrobiologai tiki, kad gyvenimui reikia skysto vandens, anglies turinčių (organinių) junginių ir energijos šaltinio. Atrodo, kad Europa turi ir šių ingredientų, todėl galėtų gyventi.

Taigi misija į Europą apimtų visureigį, kuris galėtų tyrinėti vandenyną, atlikti mokslinius eksperimentus ir perduoti rezultatus atgal į Žemę.

Aviacija planuoja sukonstruoti paskesnę transporto priemonę, pavadintą PABAIGA, kuris žengs vieną žingsnį toliau. Jis bus mažesnis, tačiau toks pat pajėgus kaip DEPTHX. PABAIGOS testas bus ištirti ežerą Antarktidoje, kuris yra panardintas po ledo sluoksniu. Šiuo metu NASA kuria technologiją, kaip ištirpinti per kilometrus ledo į ežerą. PABAIGA bus nuleista per ištirpusią skylę į ežerą tyrinėti, naudojant mokslinius principus ir technologijas, sukurtus ir išbandytus DEPTHX.

Norėdami gauti daugiau informacijos apie DEPTHX ir susijusias temas, peržiūrėkite nuorodas kitame puslapyje.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Kaip Karšta Yra Lava?
Kaip Karšta Yra Lava?

Naujas 3D Žemės Modelio Taškas - Žemės Drebėjimai, Branduoliniai Sprogimai
Naujas 3D Žemės Modelio Taškas - Žemės Drebėjimai, Branduoliniai Sprogimai

Mokslas Naujienos


Kas Yra Matoma Šviesa?
Kas Yra Matoma Šviesa?

Kaip Ebolos Protrūkis Tapo Giliausiu Istorijoje
Kaip Ebolos Protrūkis Tapo Giliausiu Istorijoje

10 Atostogų Dovanų Pradedantiesiems Mokslininkams
10 Atostogų Dovanų Pradedantiesiems Mokslininkams

Kaip Paversti Savo Išmanųjį Telefoną Kosminių Spindulių Detektoriumi
Kaip Paversti Savo Išmanųjį Telefoną Kosminių Spindulių Detektoriumi

Stebuklingi Grybai Sukuria Hipersaito Smegenis
Stebuklingi Grybai Sukuria Hipersaito Smegenis


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com