觸摸墊可能裝在袖子上
俄亥俄州立大學(xué)華裔科學(xué)家李榮興及其團(tuán)隊曾為目前正在火星表面開展探測的“勇氣號”和“機(jī)遇號”漫游車開發(fā)了導(dǎo)航軟件。這位土木與環(huán)境工程和大地測量學(xué)教授目前正在領(lǐng)導(dǎo)一項新的工作,以幫助登月人員在月球上導(dǎo)航。
美國航空航天局(NASA)已確定要在2020年派宇航員重返月球。屆時,宇航員將無法使用GPS來找路,因為那里沒有衛(wèi)星來發(fā)送GPS信號。所以,NASA已撥給李教授120萬美元的經(jīng)費,要求他在今后3年里開發(fā)出一種使用起來與GPS很像的導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)將依靠由月球信標(biāo)機(jī)、立體相機(jī)和軌道成像遙感器等傳感器提供的信號。在7月20~23日召開的NASA月球科學(xué)研究所月球科學(xué)會議上,李榮興介紹了該項目的情況。
研究人員已從火星探測工作中掌握到了許多有關(guān)導(dǎo)航的知識。傳感器、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、相機(jī)、電腦處理器和圖像處理器等新技術(shù)將使宇航員下一次造訪月球變得更加容易。李榮興解釋說,人們習(xí)慣于用目視參照物來判斷距離,比如利用視野內(nèi)建筑或其它車輛的大小。但月球上沒有這種參照物,很容易迷路或誤判遠(yuǎn)處物體的大小和位置,而這是極為危險的。他還介紹了以往登月任務(wù)中發(fā)生過的事件。當(dāng)時宇航員們曾有過這樣的經(jīng)歷,即好不容易來到一座月坑近前,卻發(fā)現(xiàn)因為地形不好而無法對其進(jìn)行觀察,所以出于安全考慮只好掉頭返回。
保證宇航員安全是李教授手下的團(tuán)隊所關(guān)注的重中之重。團(tuán)隊中有心理學(xué)和人機(jī)互動以及工程方面的專家。他說:“我們要提供導(dǎo)航支持,同時也要關(guān)心宇航員的健康。我們要讓宇航員們不會因迷路或碰到設(shè)備上的難題而緊張。月球?qū)Ш讲还馐莻€技術(shù)問題,也是個生物醫(yī)學(xué)問題。”
李教授解釋了系統(tǒng)的工作原理:從軌道上拍得的圖像將與在月面上拍到的圖像結(jié)合起來,生成月球地形圖;月球車上和宇航員身上的運動傳感器將使計算機(jī)能計算出其位置;來自月球信標(biāo)機(jī)、登月艙和基站的信號將使宇航員能像地球上使用GPS裝置的司機(jī)一樣掌握其周圍的情況。
研究人員將整個系統(tǒng)稱為“月球宇航員空間定向與信息系統(tǒng)”(LASOIS)。NASA格倫研究中心的LASOIS項目合作伙伴將把原有的一種通信信標(biāo)機(jī)改造成通信和導(dǎo)航兩用裝置。麻省理工學(xué)院的研究人員將設(shè)計由宇航員穿戴在身上(可能安在宇航服的袖子上)的觸摸墊,以供宇航員觀察所在位置和尋找新的目的地。加州大學(xué)伯克利分校的研究人員將設(shè)計供宇航員找路用的肉眼參照物,并研究他們會經(jīng)受的各種心理壓力。
按計劃,項目團(tuán)隊將制作出一種導(dǎo)航系統(tǒng)樣機(jī),然后到莫哈韋沙漠進(jìn)行試驗和細(xì)化。項目的第三年很可能花在由宇航員對該系統(tǒng)進(jìn)行試用上。NASA隨后將會用幾年時間把該導(dǎo)航系統(tǒng)與其它探月技術(shù)融合起來。(來源:中國探月網(wǎng))
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