L'assemblaggio finale costruito del Progetto MACULA.
Come specie, abbiamo fatto enormi passi avanti negli ultimi 61 anni per esplorare lo spazio cosmico in cui viviamo. Le nostre sonde spaziali hanno ottenuto foto meravigliose di molti dei corpi celesti del nostro sistema solare. L'elenco dei corpi su cui abbiamo effettivamente fatto atterrare delle navicelle spaziali, tuttavia, è molto breve. Ci sono stati atterraggi morbidi sulla luna, Venere, Marte, Titano, Eros, Iokawa e la cometa 67P. L'atterraggio su corpi extraterrestri è difficile a causa della nostra conoscenza limitata delle loro topografie di superficie. La luna e Marte sono stati mappati relativamente bene, ma anche in quei casi, puntiamo ancora i lander su grandi aree piatte a causa dell'incertezza delle traiettorie di atterraggio esatte. L'idea del progetto MACULA è di permettere al veicolo stesso di individuare uno spazio di atterraggio sicuro usando una scansione lidar durante la fase di hovering dell'atterraggio.
Il progetto MACULA è iniziato all'Università del Colorado Boulder quando dieci studenti di ingegneria aerospaziale sono stati incaricati di creare un sistema EDL (Entry, Descent, Landing) assistito da lidar per veicoli spaziali. Nel periodo di discesa di 60 secondi, il sistema lidar scansiona la zona di atterraggio alla ricerca di pendenze ripide e ostruzioni. Il computer di bordo prende i dati dalle scansioni e li usa per determinare il punto più appropriato per atterrare.
Il gruppo dello scanner.
La maggior parte dei sistemi lidar topografici usano gimbal, specchi o prismi Risley per dirigere un raggio laser infrarosso sulla gamma di scansione. Il team MACULA ha usato due prismi Risley regolati tramite un sistema di controllo del motore. È qui che entrano in gioco i servoazionamenti. I requisiti del progetto richiedevano che la scansione e l'analisi coprissero 20° dal nadir (il punto su un pianeta direttamente sotto la nave), avessero una risoluzione migliore di 0,1 m e si completassero entro 60 secondi. Questo significava che i motori dovevano ruotare i prismi Risley abbastanza velocemente e accuratamente per completare la scansione.
Un drive AMC è collegato.
Dopo che il membro del team Nick Dawson ha contattato AMC, AMC gli ha concesso uno sconto di 25% su due servoazionamenti DPPANIU-020B080A. Con i servoazionamenti installati, i motori potevano raggiungere l'accelerazione e le velocità richieste, e il sistema era in grado di eseguire le scansioni necessarie finché la discesa simulata era abbastanza lenta.
La squadra inizia i test del nadir.
Dopo mesi di lavoro instancabile sul loro sistema, il team ha costruito una zona di atterraggio simulata per i test. Il loro sistema le ha scansionate, ha determinato la topografia e ha creato una mappa binaria di spazi di atterraggio buoni e cattivi. Hanno eseguito due serie di test: una serie in cui la zona è stata posta direttamente al nadir, e una serie in cui è stata posta al limite del campo di scansione. I risultati, pur non essendo perfetti, sono stati incredibilmente impressionanti. In media, MACULA ha segnato correttamente 96.6% dei punti e ha avuto una probabilità di fallimento di .045% nelle prove al nadir. Nelle prove di bordo, MACULA ha ancora segnato correttamente il 92.9% dei punti e ha avuto una probabilità di fallimento di 1.82% in media.
Il progetto MACULA era ambizioso. In media, i dieci studenti hanno dedicato al progetto 200 ore di lavoro a settimana durante il semestre autunnale e 170 ore di lavoro a settimana durante il semestre primaverile. E sono arrivati al di sotto del loro budget di $8.300 con appena $641,57, un terzo del margine che avevano calcolato nella loro fase critica di progettazione. Mentre il gruppo ha detto di aver imparato alcune preziose lezioni sul budget di tempo e denaro, alla fine, l'hanno fatto.
Controlla il sito del progetto qui!
