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L’astuce du fil d’Ariane de Hansel et Gretel inspire un système automatisé d’exploration de grottes sur Mars et au-delà
La recherche d’une maison sur Mars pourrait bientôt devenir une chose, et des chercheurs de l’Université de l’Arizona sont déjà en train d’explorer des biens immobiliers que les futurs astronautes pourraient utiliser comme habitats. Des chercheurs de l’UArizona College of Engineering ont développé une technologie qui permettrait à un troupeau de robots d’explorer les environnements souterrains d’autres mondes.
« Les tunnels de lave et les grottes feraient des habitats idéaux pour les astronautes car vous n’avez pas à construire de structure ; vous êtes protégé des radiations cosmiques nocives, donc tout ce que vous avez à faire est de le rendre agréable et confortable », a déclaré Wolfgang Fink, l’un des partenaires. Professeur de génie électrique et informatique à l’Arizona State University.
Fink est l’auteur principal d’un nouveau document de recherche Les avancées de la recherche spatiale Il détaille un réseau de communication qui relierait les rovers, les véhicules d’atterrissage sur les lacs et même les véhicules submersibles via un réseau dit à structure maillée, permettant aux machines de travailler ensemble en équipe, indépendamment de l’intervention humaine. Selon Fink et ses co-auteurs, cette approche pourrait aider à relever l’un des grands défis de la technologie spatiale de la NASA en aidant à surmonter la capacité limitée de la technologie actuelle à traverser en toute sécurité les environnements des comètes, des astéroïdes, des lunes et des corps planétaires. Se référant au conte de fées « Hansel et Gretel », les chercheurs ont nommé leur concept en instance de brevet le modèle de réseau de communications dynamiquement distribué de style Breadcrumb, ou DDCN.
Un conte de fées qui inspire l’avenir
« Si vous vous souvenez du livre, vous savez comment Hansel et Gretel ont laissé tomber des miettes de pain pour s’assurer qu’ils retrouveraient leur chemin », a déclaré Fink, fondateur et directeur du Visual and Independent Exploration Systems Research Lab à Caltech et U.A. « Dans notre scénario, les » fils d’Ariane « sont des capteurs miniatures placés à l’arrière des rovers, qui déploient les capteurs lorsqu’ils traversent une grotte ou un autre environnement souterrain. »
Surveillant constamment leur environnement et restant conscients de leur position dans l’espace, les rovers procèdent seuls, se connectant les uns aux autres via une connexion de données sans fil et déployant des nœuds de communication en cours de route. Une fois que le mobile détecte que le signal s’estompe mais qu’il est toujours à portée, il abandonne un nœud de communication, quelle que soit la distance déjà parcourue depuis qu’il a placé le dernier nœud.
« L’un des nouveaux aspects est ce que nous appelons la propagation opportuniste – l’idée que vous répandez des » miettes de pain « lorsque vous le devez et non selon un calendrier pré-planifié », a déclaré Fink.
Et pendant tout ce temps, aucune entrée du rover parent n’est nécessaire; Fink a ajouté que chaque rover affilié prendrait cette décision par lui-même. Fink a expliqué que le système pouvait fonctionner de deux manières. Dans l’un, le rover parent agit comme un récepteur passif, collectant les données renvoyées par les rovers d’exploration. Dans l’autre cas, le véhicule mère agit en tant que coordinateur, contrôlant les mouvements du rover comme un marionnettiste.
Les machines prennent le relais
Le nouveau concept correspond à sondage noté Le modèle que Fink et ses collègues ont créé au début des années 2000. Cette idée envisage une équipe de robots opérant à différents niveaux de commande – par exemple, un orbiteur contrôlant un ballon, qui à son tour contrôle un ou plusieurs atterrisseurs ou rovers sur Terre. Déjà, les missions spatiales ont adopté le concept, beaucoup avec la participation de chercheurs de l’UArizona. Par exemple, sur Mars, Creativity est piloté par le rover Perseverance, qui est un hélicoptère robotique.
Un concept pour une autre mission, qui n’a finalement pas été retenue pour financement, proposait d’envoyer un orbiteur porteur de ballons et un atterrisseur lacustre pour étudier l’une des mers d’hydrocarbures sur Titan, la lune de Saturne. L’approche du chemin de navigation pousse l’idée un peu plus loin en fournissant une plate-forme robuste qui permet aux explorateurs robotiques d’opérer sous terre ou même immergés dans des environnements liquides. Fink a déclaré que de telles hordes de robots individuels et autonomes pourraient également aider aux efforts de recherche et de sauvetage à la suite de catastrophes naturelles sur Terre.
Le plus grand défi, a déclaré Fink, en plus de faire entrer les véhicules dans l’environnement souterrain en premier lieu, est de récupérer les données qu’ils enregistrent sous terre et de les ramener à la surface. Le concept DDCN permet à une équipe de rovers de naviguer même dans des environnements souterrains complexes sans perdre le contact avec la « mère rover » en surface. Équipés d’un système de détection et de télémétrie de la lumière, ou LIDAR, ils peuvent même tracer des passages de grottes dans les trois dimensions, contrairement aux drones que l’on peut voir en train de repérer des vaisseaux spatiaux extraterrestres dans le film « Prométhée ».
« Une fois déployés, nos capteurs créent automatiquement un réseau maillé non dirigé, ce qui signifie que chaque nœud se met à jour sur chaque nœud qui l’entoure », a déclaré Fink, qui a expliqué pour la première fois le concept DDCN dans une proposition à la NASA en 2019.
« Ils peuvent basculer entre eux et compenser les points morts et les interruptions de signal », a ajouté Mark Tarbell, co-auteur de l’article et chercheur principal du laboratoire de Fink. « Si certains d’entre eux meurent, il y a toujours une communication entre les nœuds restants, de sorte que le vaisseau mère ne perd jamais le contact avec le nœud le plus éloigné du réseau. »
mission sans retour
Le réseau robuste de nœuds de communication garantit que toutes les données collectées par les explorateurs robotiques reviennent au rover parent en surface. Ainsi, il n’est pas nécessaire de récupérer les bots une fois qu’ils ont fait leur travail, a déclaré Fink, qui a popularisé l’idée d’utiliser des ensembles de sondes de surface robotiques mobiles et jetables dès 2014.
« Il a été conçu pour être consommable », a-t-il déclaré. « Au lieu de gaspiller des ressources pour les faire entrer dans la grotte et en ressortir, il est plus logique de les faire aller aussi loin que possible et de les laisser derrière eux une fois qu’ils ont accompli leur mission, à court d’énergie ou succombé à un environnement hostile. »
« L’approche du réseau de communication présentée dans ce nouvel article a le potentiel d’annoncer une nouvelle ère de découvertes planétaires et astrobiologiques », a déclaré Dirk Schultz-Makuch, président de la Société allemande d’astrobiologie et auteur de plusieurs publications sur la vie extraterrestre. « Cela nous permet enfin d’explorer les grottes de tubes de lave martiennes et les océans souterrains des lunes glacées – des endroits où la vie extraterrestre pourrait exister. »
Le concept proposé « porte de la magie », selon Victor Becker, professeur d’hydrologie, de sciences de l’atmosphère et de sciences de la Terre et des planètes à l’Université de l’Arizona. « Les découvertes scientifiques les plus étonnantes se produisent lorsque les progrès technologiques permettent d’accéder pour la première fois à un objet ou à un lieu et aux moyens de communiquer ce qui est ainsi découvert à des esprits créatifs cherchant à comprendre », a déclaré Baker.
Explorez des mondes océaniques cachés
Dans les endroits où des robots submersibles sont nécessaires, le système pourrait consister en une sonde – soit flottant sur un lac, comme sur Titan, soit posée sur la glace au-dessus d’un océan souterrain comme Europa – connectée à un sous-marin, par exemple via un long câble. Ici, les nœuds de connexion agissent comme des répéteurs, ce qui amplifie le signal à intervalles réguliers pour éviter qu’il ne se dégrade. Plus important encore, a noté Fink, les nœuds ont la capacité de collecter eux-mêmes des données – par exemple mesurer la pression, la salinité, la température et d’autres paramètres chimiques et physiques – et d’ingérer les données dans le câble qui se connecte à l’atterrisseur.
« Imaginez que vous vous rendiez jusqu’en Europe, fondiez sur des kilomètres de glace et atteigniez l’océan souterrain, où vous vous retrouvez entouré de vie extraterrestre, mais vous n’avez aucun moyen de ramener les données à la surface », a-t-il déclaré. a dit. C’est le scénario que nous devons éviter. »
Après avoir développé des rovers et une technologie de communication, le groupe de Fink construit actuellement le mécanisme réel par lequel les rovers déploieront des nœuds de communication.
Fink a déclaré: « Fondamentalement, nous allons apprendre à ‘Hansels’ et ‘Gretels’ comment déposer des miettes de pain afin qu’elles s’ajoutent à un réseau de communication maillé fonctionnel.
Plus d’information:
Wolfgang Fink et al., Un modèle de réseau de communication de style Hansel & Gretel à déploiement dynamique utilisant la structure du réseau pour explorer les planètes souterraines, Les avancées de la recherche spatiale (2023). DOI : 10.1016/j.asr.2023.02.012
« 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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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
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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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.
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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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