science
La technologie de navigation optique développée par la NASA pourrait contribuer à simplifier l’exploration planétaire
- Alors que les astronautes et les vaisseaux spatiaux explorent des mondes inexplorés, il est essentiel de trouver de nouvelles façons de naviguer dans ces objets en l’absence de systèmes de navigation traditionnels tels que le système de positionnement global (GPS).
- La navigation visuelle, qui s’appuie sur les données des caméras et d’autres capteurs, peut aider les engins spatiaux – et dans certains cas les astronautes eux-mêmes – à trouver leur chemin dans des zones difficiles à naviguer à l’œil nu.
- Trois chercheurs de la NASA s’efforcent de faire progresser la technologie de navigation visuelle, en réalisant des avancées majeures dans la modélisation environnementale 3D, la navigation utilisant la photographie et l’analyse d’images par apprentissage profond.
Dans un environnement aride et sombre comme la surface de la Lune, il pourrait être facile de se perdre. Avec peu de repères identifiables à l’œil nu, les astronautes et les rovers doivent s’appuyer sur d’autres moyens pour planifier leur trajectoire.
Alors que la NASA poursuit ses missions Lune-Mars, qui comprennent l’exploration de la surface lunaire et les premiers pas sur la planète rouge, il sera essentiel de trouver de nouveaux moyens efficaces de naviguer sur ce nouveau terrain. C’est là qu’intervient la navigation visuelle : une technologie qui permet de cartographier de nouvelles zones à l’aide des données de capteurs.
Le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, est l’un des principaux développeurs de technologies de navigation optique. Par exemple, le logiciel GIANT (Goddard’s Image Analysis and Navigation Tool) a aidé à guider Osiris-Rex Une mission visant à collecter des échantillons sûrs de l’astéroïde Bennu en créant des cartes 3D de la surface et en calculant les distances précises jusqu’aux cibles.
Aujourd’hui, trois équipes de recherche de Goddard s’efforcent de pousser encore plus loin la technologie de navigation visuelle.
Chris Ghannam, stagiaire au Goddard Center de la NASA, dirige le développement d’un moteur de modélisation appelé Vera, qui traite déjà de grands environnements 3D environ 100 fois plus rapidement que le moteur GIANT. Ces environnements numériques peuvent être utilisés pour évaluer les zones d’atterrissage potentielles, simuler le rayonnement solaire et bien plus encore.
Même si les moteurs graphiques grand public, tels que ceux utilisés dans le développement de jeux vidéo, restituent rapidement des environnements de grande taille, la plupart ne peuvent pas fournir les détails nécessaires à l’analyse scientifique. Pour les scientifiques qui planifient des atterrissages planétaires, chaque détail est crucial.
« Vira combine la rapidité et l’efficacité des logiciels de conception graphique grand public avec la précision scientifique de GIANT », a déclaré Ghannam. « Cet outil permettra aux scientifiques de créer rapidement des modèles d’environnements complexes tels que les surfaces planétaires. »
Le moteur de modélisation Vira est utilisé pour aider à développer des LuNaMaps (cartes de navigation lunaire). Ce projet vise à améliorer la qualité des cartes de la région polaire sud de la Lune, qui constitue une cible d’exploration clé pour les missions Artemis de la NASA.
Vira utilise également le lancer de rayons pour modéliser le comportement de la lumière dans un environnement simulé. Alors que le lancer de rayons est souvent utilisé dans le développement de jeux vidéo, Vira l’utilise pour modéliser la pression du rayonnement solaire, qui fait référence aux changements d’impulsion d’un vaisseau spatial dus à la lumière du soleil.
Une autre équipe de Goddard développe un outil permettant la navigation basée sur des images d’horizon. L’équipe est dirigée par Andrew Leonis, responsable de la conception des produits de navigation visuelle, qui travaille aux côtés des stagiaires de la NASA Andrew Tenenbaum et Will Dressen, ainsi que d’Alvin Yu, responsable du traitement des gaz pour le programme de navigation visuelle de la NASA. Da Vinci une tâche.
Un astronaute ou un vaisseau spatial utilisant cet algorithme peut prendre une seule image de l’horizon, puis le programme la compare avec une carte de la zone explorée. L’algorithme fournit ensuite l’emplacement estimé de l’endroit où la photo a été prise.
À l’aide d’une seule image, l’algorithme peut déterminer l’emplacement avec une précision de plusieurs centaines de pieds. Les travaux actuels tentent de prouver qu’en utilisant deux images ou plus, un algorithme peut déterminer l’emplacement avec une précision allant jusqu’à plusieurs dizaines de pieds.
« Nous prenons des points de données de l’image et les comparons aux points de données sur une carte de la zone », a expliqué Leonis. « C’est très similaire à la façon dont le GPS utilise la triangulation, mais au lieu d’avoir plusieurs observateurs triangulant un seul objet, vous avez plusieurs observations. d’un observateur. » « Un, donc nous essayons de déterminer où les lignes de vue se croisent. »
Ce type de technologie pourrait être utile pour explorer la Lune, car il est difficile de se fier aux signaux GPS pour la localisation.
Pour automatiser les processus de navigation visuelle et de perception visuelle, Timothy Chase, stagiaire au Goddard Institute, développe un outil de programmation appelé GAVIN Tool Suit (Goddard AI Verification and Integration).
Cet outil permet de créer des modèles d’apprentissage profond, qui est un type d’algorithme d’apprentissage automatique entraîné pour traiter les entrées comme un cerveau humain. En plus de développer l’instrument lui-même, Chase et son équipe travaillent à la création d’un algorithme d’apprentissage profond utilisant GAVIN qui identifiera les cratères dans les zones mal éclairées, comme la Lune.
« Au fur et à mesure que nous développons GAVIN, nous voulons le tester », a expliqué Chase. « Ce modèle qui identifiera les cratères dans les objets faiblement éclairés nous aidera non seulement à apprendre comment améliorer GAVIN, mais s’avérera également utile pour des missions comme Artemis, qui verra les astronautes explorer la région du pôle sud de la Lune. « C’est une zone sombre avec de grands trous – pour la première fois. »
Alors que la NASA continue d’explorer des zones jusqu’alors inexplorées de notre système solaire, de telles technologies pourraient contribuer à simplifier l’exploration planétaire, ne serait-ce que légèrement. Qu’il s’agisse de développer des cartes 3D détaillées de nouveaux mondes, de naviguer à l’aide d’images ou de créer des algorithmes d’apprentissage profond, le travail de ces équipes pourrait faciliter la navigation sur Terre vers de nouveaux mondes.
Écrit par Matthew Kaufman
Centre de vol spatial Goddard de la NASA, ceinture de verdure, Maryland.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
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science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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science
La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
EspaceX
La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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