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從月球塵埃到隕石碎塊
出自:德州儀器

在德克薩斯州農工大學讀書時, Dakotah、Alexis 和Vince 就已經是美國國家航空航天局(NASA)的團隊成員, 負責對此項任務展開相關研究。



Dakotah說:“我一直對太空抱有濃厚的興趣。你忍不住想知道那里有什么我們所不知道的東西,以及將要發生的事情。而加入這場探索發現之旅會令人激動萬分。”

該學生團隊及其學院和當地一家太空商業公司合作,為一個新的實驗設備設計了一個電子器件包,該設備將用于研究粒子如何與零重力中的航天器和太空服材料相互作用,并允許研究人員遠程控制和監控實驗。

與該學生團隊進行合作的是德州太空技術應用與研究公司,該公司的總裁兼首席執行官馬特倫納德(Matt Leonard)說:“當我們的電子器件包與一顆小行星或隕石會合時,我們不知道會發生什么。該設備將幫助研究人員了解粒子間的引力效應,這樣我們就能更好地理解如何避免破壞它們并設計出適合與它們進行相互作用的東西。”

Hermes - 集成了我們公司的技術,包括六個TM4C微控制器,一個BeagleBone黑板和大量芯片 - 將于今年秋天登陸國際空間站(ISS)并在那里停留五年。它會把所觀察到的東西傳回地球,這有助于肩負著未來任務的NASA人員探索太陽系,例如地面如何在宇宙飛船下移動以及太空土壤如何影響關鍵系統。NASA計劃再次將人類送往月球,為2030年代人類登陸火星的任務奠定基礎。

Alexis說:“科學家們有很多理論來解釋太空粒子間的相互作用方式,而上述研究將為這些理論提供依據。作為工程師,我們深入研究如何設計和解決問題。但是,當我坐下來思考這項研究以及我們目前在國際空間站上操作的系統時-我從未想過我做的事情如此有影響力。”

克服重力
尋找進行失重實驗的方法頗具挑戰性。?

德克薩斯A&M大學的電子系統工程技術教授Joe Morgan與開發Hermes的學生團隊合作。他表示:“如果你試圖獲得微重力,那么你的選擇很有限。你從一座塔上摔下只要幾秒鐘時間,而如果你乘坐NASA的‘Vomit Comet’,則會獲得30秒的失重狀態。但國際空間站可以讓科學家長期處于微重力環境之中,而這正是研究所需要的。”

在2015年秋天,Dakotah、Vince、Joe和Matt合作進行了一項名為Strata-1的獨特管狀實驗。幾個月后,該實驗在國際空間站上啟動,并對小行星物質在零重力環境中的行為進行了為期一年的研究。Dakotah設計了硬件和基礎設施,Vince開發了燈光和相機用的軟件,幫助科學家獲取實驗圖像。

一年后返回地球時,Strata-1取得了巨大成功,因此NASA要求該團隊建造一個可長期使用的設備,以支持多個微重力研究項目進行穩定輪換 - 但要保證連接暢通,以實現實時數據流動。雖然Strata-1的信息存在SD卡上,宇航員每隔幾個月就要檢索一次,但Hermes將會被接入ISS通信系統,以便研究人員更快地讀取數據。

Alexis說:“Strata-1采用硬編碼的方式發揮作用,而Hermes更像是一個即插即用設備,這樣你可以隨時改變地球參數。它賦予了NASA前所未有的能力。”

太空飛行的悠久傳承
長期以來,德州儀器公司一直在探索太空的最后邊界。

1958年1月,TI晶體管隨著美國第一顆衛星-探險者1號(Explorer 1)飛入太空,這比Jack Kilby發明集成電路僅僅早了八個月時間。從那時起,我們公司的產品已經在數個航天任務中使用過,包括阿波羅11號,它將人類首次送上月球。憑借我們在太空飛行方面的悠久歷史經驗,德州儀器公司不斷為航天生態系統帶來新產品。

前文提到的學生團隊,連同德州航天技術應用與研究項目,以及德克薩斯A&M大學的電子系統工程技術計劃,都參與過航天項目。除了Hermes和Strata-1之外,Vince和Dakotah之前還建造了一個太空衛星通信系統來進行近地軌道研究,Alexis幫助優化了機器人的電子和機械系統,以便于它在火星上漫步 – 所有這些系統都采用了德州儀器的產品。通過我們的大學計劃,我們為全球的工程專業的教育者、研究員和學生提供支持,并將TI模擬和嵌入式處理技術融入到工程專業學生的學習經驗中。

Vince說:“從事這些影響深遠的事情真是不可思議。最后從Strata-1獲得這些照片時,科學家們都感到異常興奮和激動。有許多理論他們還無法進行論證,我們很高興能夠參與其中,幫助他們進入下一個重大發現的階段。”
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文章收入時間: 2018-11-07
 
 
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