2019年10月15日 周二

可自动驾驶的航天器Hera将用于行星防御任务

2019年04月10日

根据欧洲航天局(ESA)官网4月8日消息,说明其小行星探测航天器赫拉(Hera)的“支线任务”。在主要工作完成后,该探测器将测试一些新的自主导航系统,这将有助于未来的航天器在不依赖地面控制的情况下回到地球上。

“Hera”是行星防御测试的一部分,是被称为小行星撞击和偏转评估(AIDA)任务的一部分。“Hera”的目标是一个名为Didymos的双小行星系统。Didymos包括一颗直径约160米的较小行星和一颗直径约780米的主体行星。

Hera任务当前正处于详细的设计工作阶段,具体方案将于2019年11月在航天19+部长级理事会上提交给欧洲航天局局长。在开展一次开创性的行星防御实验之后,该航天器将探测直径为780米的Didymos小行星的直径为160米的双子星。

设计ESA Hera行星防御任务的工程师正在开发先进技术,采用类似于自动驾驶汽车的方法让航天器在太空中转向。“如果你认为自动驾驶汽车是地球上的未来,那么Hera就是深空自治的先驱,”欧洲航天局提议的Hera任务的首席系统工程师Paolo Martino解释道, “虽然任务设计为完全从地面手动操作,但一旦实现了核心任务目标并采取了更高的风险,新技术将得到测试。”

ESA制导、导航和控制(GNC)工程师Jesus Gil Fernandez表示:“航天器将像自动驾驶汽车一样运行,融合来自不同传感器的数据,以建立其周围环境的连贯模型。”“赫拉最重要的数据来源将是它的小行星取景相机,结合来自星跟踪器、激光高度计、热红外相机和包括加速度计的惯性传感器的输入。”

由此产生的自主性应该让赫拉安全地在距离Didymos小行星的双子星表面200米处安全地航行,从而能够获得高达每像素2厘米的高分辨率科学观测- 特别是集中在由美国DART太空船撞向为转移Didymos双子星的轨道而留下的撞击坑上。

ESA导航与控制(GNC)工程师Jesus Gil Fernandez补充说:“相比之下,所有其他深空任务都有一个明确的驾驶员返回地球,导航指令计划在欧空局欧洲空间作战中心的任务控制中进行,然后在几小时后上传到航天器中。在Hera的实验阶段,将在自主的基础上实时执行同等的决定。”

为了获得最大的导航可靠性,Hera的主要飞行器载电脑将由一个专用的图像处理单元进行补充- 就像台式PC通常具有单独的图形显卡一样,Hera还将同时借用生产线上使用的工业相机的机器视觉技术。

西班牙的GMV正在引领这一基于视觉的导航系统的开发,该系统由瑞典OHB与其他合作伙伴(包括波兰和罗马尼亚的GMV)共同支持。Hera将依赖的小行星取景相机的复制品目前正用于软件的实际测试以及Didymos的高分辨率模型。

 

这项技术将在许多其他任务中有更广泛的用途,包括欧空局计划的用于翻新卫星和清除空间碎片的空间服务车,以及雄心勃勃的火星样品返回任务,其归途将涉及在火星轨道上的自主交会。最终,一旦经过验证,这项技术将成为低成本行星探测器进入深空的有利基础。


中国电科发展战略研究中心  秦浩

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