觸摸墊可能裝在袖子上
俄亥俄州立大學華裔科學家李榮興及其團隊曾為目前正在火星表面開展探測的“勇氣號”和“機遇號”漫游車開發了導航軟件。這位土木與環境工程和大地測量學教授目前正在領導一項新的工作,以幫助登月人員在月球上導航。
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,因為那里沒有衛星來發送GPS信號。所以,NASA已撥給李教授120萬美元的經費,要求他在今后3年里開發出一種使用起來與GPS很像的導航系統。該系統將依靠由月球信標機、立體相機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月球科學研究所月球科學會議上,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導航的知識。傳感器、慣性導航系統、相機、電腦處理器和圖像處理器等新技術將使宇航員下一次造訪月球變得更加容易。李榮興解釋說,人們習慣于用目視參照物來判斷距離,比如利用視野內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中發生過的事件。當時宇航員們曾有過這樣的經歷,即好不容易來到一座月坑近前,卻發現因為地形不好而無法對其進行觀察,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隊所關注的重中之重。團隊中有心理學和人機互動以及工程方面的專家。他說:“我們要提供導航支持,同時也要關心宇航員的健康。我們要讓宇航員們不會因迷路或碰到設備上的難題而緊張。月球導航不光是個技術問題,也是個生物醫學問題。”
李教授解釋了系統的工作原理: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能計算出其位置;來自月球信標機、登月艙和基站的信號將使宇航員能像地球上使用GPS裝置的司機一樣掌握其周圍的情況。
研究人員將整個系統稱為“月球宇航員空間定向與信息系統”(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機改造成通信和導航兩用裝置。麻省理工學院的研究人員將設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。加州大學伯克利分校的研究人員將設計供宇航員找路用的肉眼參照物,并研究他們會經受的各種心理壓力。
按計劃,項目團隊將制作出一種導航系統樣機,然后到莫哈韋沙漠進行試驗和細化。項目的第三年很可能花在由宇航員對該系統進行試用上。NASA隨后將會用幾年時間把該導航系統與其它探月技術融合起來。(來源:中國探月網)
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