El vehículo es un banco de pruebas volador autónomo que se utiliza para probar hardware, sensores y algoritmos. Estos sensores y algoritmos incluyen cosas como cámaras a bordo que, con software especializado de guía, navegación y control, podrían ayudar en la captura de desechos espaciales en órbita, el acoplamiento en el espacio con un depósito de combustible, el acoplamiento de un módulo de aterrizaje robótico con un módulo de comando en órbita. y el encuentro de múltiples etapas no tripuladas para la exploración humana del espacio profundo del Sistema Solar . [2]
Historia
El desarrollo inicial de software y hardware se realizó en un vehículo precursor llamado Cold Gas Test Article , que utilizaba aire comprimido como propulsor y tenía aproximadamente 10 segundos de tiempo de vuelo. El conocimiento adquirido a partir de este desarrollo y pruebas se utilizó en el diseño del Mighty Eagle. [3]
El diseño del vehículo comenzó a finales de 2009 y la integración se completó en enero de 2011. El vehículo fue transportado a una instalación de pruebas cubierta y atornillado al suelo para las pruebas iniciales, seguidas de pruebas 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 Mighty Eagle probó la tecnología de "Encuentro y captura autónomos". En 2013, se realizaron mejoras que incluyen patas que son aproximadamente 6,8 kg (15 libras) más livianas, una cámara estéreo 3D que permite detectar y evitar objetos 3D (tridimensionales) y un procesador de imágenes integrado en preparación para las pruebas de "evitación de peligros". . [4] [5]
En julio de 2013 se inició la construcción de un campo de peligro (área de prueba para el módulo de aterrizaje) compuesto por 200 toneladas de simulante lunar en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales. [6]
En agosto de 2013 se completó el campo de peligro. La cámara 3D se instaló en un recinto en el vehículo que permitía apuntar la cámara en tres ángulos diferentes. [7]
Después de muchas pruebas (descritas a continuación), el módulo de aterrizaje Mighty Eagle se puso en "organización y almacenamiento" en diciembre de 2013. [8] La información del Proyecto de desarrollo del módulo de aterrizaje robótico lunar de la NASA (también conocido como Mighty Eagle) se fusionó con la iniciativa Lunar CATALYST . [9]
Para obtener más detalles, consulte el Proyecto de desarrollo del módulo de aterrizaje robótico lunar. [10]
El módulo de aterrizaje lleva el nombre del personaje Mighty Eagle, que se originó en el videojuego Angry Birds . [11]
Especificaciones
Módulo de aterrizaje "verde" de tres patas: [1]
Combustible: 90 por ciento de peróxido de hidrógeno puro [1]
El empuje principal lo proporciona un propulsor EGC (Earth Gravity Cancelling) que proporciona entre 500 libras de fuerza (2200 N) y 700 libras de fuerza (3100 N) de empuje [3] [12]
El nitrógeno de alta pureza almacenado a ~3000 psi se regula hasta ~750 psi y se utiliza para expulsar el peróxido de los propulsores. El vehículo puede transportar 7 kilogramos (15 libras) de presión. [13] [14]
Doce propulsores del sistema de control de actitud (ACS), cada uno de los cuales proporciona 10 libras de fuerza (44 N) de empuje, proporcionan control de actitud [3]
Cámara 3D [1] [4] a la que se le añadió su propia batería como parte de la modificación número 200 del vehículo. [15]
Computadora a bordo responsable de la ejecución de perfiles de vuelo preprogramados [1]
Dimensiones: 4 pies (1,2 m) de alto y 8 pies (2,4 m) de diámetro [1]
Masa: cuando se alimenta con combustible es de ~700 libras (320 kg) [1] [16]
Realiza despegues verticales y aterrizajes verticales (VTVL) [17]
Para obtener información adicional, consulte las páginas de información del módulo de aterrizaje robótico lunar. [1] [17]
motores
Propulsor principal del Mighty Eagle de la NASA
El Mighty Eagle de la NASA produce empuje mediante la descomposición violenta del peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) utilizando plata como catalizador. [18]
Placa catalizadora de descomposición de peróxido en el propulsor principal.
Pruebas
Antes de las pruebas de vuelo, cada subsistema se probó individualmente, incluido el sistema de propulsión. [12]
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 implicó colocar el prototipo del módulo de aterrizaje robótico en patinetas modificadas y un sistema de seguimiento personalizado. Esta solución de bajo coste controló el movimiento durante las pruebas finales de los sensores, la computadora de a bordo y los propulsores del prototipo. [19] [20]
13 de junio de 2011: vuelo libre (sin ataduras) en interiores 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. Para controlar el vuelo se utilizó la unidad de medición inercial y el altímetro radar. [22]
23 de agosto de 2011: realizó una maniobra trasladada (es decir, se movió hacia un lado) para ejecutar un aterrizaje controlado y seguro a 13 pies de la plataforma de lanzamiento. [23]
Octubre-noviembre de 2011: el Proyecto de desarrollo del módulo de aterrizaje robótico del Centro Marshall de vuelos espaciales de la NASA en Huntsville realizó una serie de pruebas complejas en el prototipo del módulo de aterrizaje. En las instalaciones de prueba de propulsión del Centro de Pruebas de Redstone en el Arsenal de Redstone del Ejército de 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 del módulo de aterrizaje proporcionan los datos necesarios para ampliar nuestras capacidades para ir a otros destinos". [1]
8 de agosto de 2012: Mighty Eagle voló a una altura de 100 pies (30 m) y aterrizó de manera segura. [1]
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 forma segura. [11]
5 de septiembre de 2012: voló a una altura de 30 m (100 pies), utilizó una cámara a bordo para identificar un objetivo en tierra y luego aterrizó de forma autónoma en el lugar elegido. Esta vez solo transportaba deliberadamente 103 kilogramos (227 libras) de combustible. [25]
19 de octubre de 2012: prueba conectada del WGTA de cambios de software. [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 una zona de pruebas de campo de peligro que simula la superficie lunar, incluidas rocas. [28] Entre las modificaciones de software y hardware de prueba se encontraba la adquisición de un cuadricóptero 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] [5] [30]
19 de abril de 2013: prueba de vuelo gratuita con cientos de estudiantes espectadores. El vuelo fue filmado con un cuadricóptero. [16] [31]
30 de agosto de 2013: Vuelo de prueba conectado con la cámara 3D en su nueva carcasa orientable. [32]
16 de septiembre de 2013 - HAZ02 Un vuelo libre a través del Hazard Field. Se cargaron 110,02 kg de propulsor presurizado a 760 psi. El vuelo fue exitoso, aunque se levantó polvo, el vehículo pudo tomar una fotografía de reconocimiento del Hazard Field. Se realizaron modificaciones al vehículo porque los datos de prueba del vuelo de práctica del 4 de septiembre de 2013 mostraron que no había suficiente energía para la cámara y, de manera intermitente, el motor del acelerador EGC no se abre completamente. [15] El vuelo se puede ver en este vídeo tomado desde un cuadricóptero. [33]
20 de septiembre de 2013 HAZ03 - Un vuelo libre a través del Hazard Field. El campo había sido regado para reducir el polvo. También se llevó a cabo una prueba del software de orientación de Moon Express para 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 se 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 del Mighty Eagle de la NASA ascendiendo a 30 m seguido de un descenso a 20 m mientras trasladaba y tomaba imágenes estéreo en todo el campo. Sólo se cargaron 100 kg de propulsor. [36] : 24 de octubre de 2013 En este vídeo se puede ver el vuelo, incluida la nube de vapor/niebla producida por el frío. [37]
14 de noviembre de 2013 Vuelo de prueba Tethered con modificaciones. Sólo se cargaron 42,06 kg de propulsor. 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 pruebas de algoritmos. [38] [39] : 14 de noviembre de 2013
25 de noviembre de 2013 Prueba MEG02 El vehículo voló hasta una altura de tres metros a una velocidad vertical de 0,5 m/s, seguido de un vuelo estacionario de 12 segundos y finalizó 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 de módulo de aterrizaje robótico autónomo" en Johns Hopkins APL Technical Digest. [13]
Video
Lista de reproducción completa de YouTube de NASA MSFC Mighty Eagle (oficial).
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enlaces externos
Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Mighty Eagle .
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