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闲话芯情
从月球尘埃到陨石碎块
出自:德州仪器

在德克萨斯州农工大学读书时, Dakotah、Alexis 和Vince 就已经是美国国家航空航天局(NASA)的团队成员, 负责对此项任务展开相关研究。



Dakotah说:“我一直对太空抱有浓厚的兴趣。你忍不住想知道那里有什么我们所不知道的东西,以及将要发生的事情。而加入这场探索发现之旅会令人激动万分。”

该学生团队及其学院和当地一家太空商业公司合作,为一个新的实验设备设计了一个电子器件包,该设备将用于研究粒子如何与零重力中的航天器和太空服材料相互作用,并允许研究人员远程控制和监控实验。

与该学生团队进行合作的是德州太空技术应用与研究公司,该公司的总裁兼首席执行官马特伦纳德(Matt Leonard)说:“当我们的电子器件包与一颗小行星或陨石会合时,我们不知道会发生什么。该设备将帮助研究人员了解粒子间的引力效应,这样我们就能更好地理解如何避免破坏它们并设计出适合与它们进行相互作用的东西。”

Hermes - 集成了我们公司的技术,包括六个TM4C微控制器,一个BeagleBone黑板和大量芯片 - 将于今年秋天登陆国际空间站(ISS)并在那里停留五年。它会把所观察到的东西传回地球,这有助于肩负着未来任务的NASA人员探索太阳系,例如地面如何在宇宙飞船下移动以及太空土壤如何影响关键系统。NASA计划再次将人类送往月球,为2030年代人类登陆火星的任务奠定基础。

Alexis说:“科学家们有很多理论来解释太空粒子间的相互作用方式,而上述研究将为这些理论提供依据。作为工程师,我们深入研究如何设计和解决问题。但是,当我坐下来思考这项研究以及我们目前在国际空间站上操作的系统时-我从未想过我做的事情如此有影响力。”

克服重力
寻找进行失重实验的方法颇具挑战性。 

德克萨斯A&M大学的电子系统工程技术教授Joe Morgan与开发Hermes的学生团队合作。他表示:“如果你试图获得微重力,那么你的选择很有限。你从一座塔上摔下只要几秒钟时间,而如果你乘坐NASA的‘Vomit Comet’,则会获得30秒的失重状态。但国际空间站可以让科学家长期处于微重力环境之中,而这正是研究所需要的。”

在2015年秋天,Dakotah、Vince、Joe和Matt合作进行了一项名为Strata-1的独特管状实验。几个月后,该实验在国际空间站上启动,并对小行星物质在零重力环境中的行为进行了为期一年的研究。Dakotah设计了硬件和基础设施,Vince开发了灯光和相机用的软件,帮助科学家获取实验图像。

一年后返回地球时,Strata-1取得了巨大成功,因此NASA要求该团队建造一个可长期使用的设备,以支持多个微重力研究项目进行稳定轮换 - 但要保证连接畅通,以实现实时数据流动。虽然Strata-1的信息存在SD卡上,宇航员每隔几个月就要检索一次,但Hermes将会被接入ISS通信系统,以便研究人员更快地读取数据。

Alexis说:“Strata-1采用硬编码的方式发挥作用,而Hermes更像是一个即插即用设备,这样你可以随时改变地球参数。它赋予了NASA前所未有的能力。”

太空飞行的悠久传承
长期以来,德州仪器公司一直在探索太空的最后边界。

1958年1月,TI晶体管随着美国第一颗卫星-探险者1号(Explorer 1)飞入太空,这比Jack Kilby发明集成电路仅仅早了八个月时间。从那时起,我们公司的产品已经在数个航天任务中使用过,包括阿波罗11号,它将人类首次送上月球。凭借我们在太空飞行方面的悠久历史经验,德州仪器公司不断为航天生态系统带来新产品。

前文提到的学生团队,连同德州航天技术应用与研究项目,以及德克萨斯A&M大学的电子系统工程技术计划,都参与过航天项目。除了Hermes和Strata-1之外,Vince和Dakotah之前还建造了一个太空卫星通信系统来进行近地轨道研究,Alexis帮助优化了机器人的电子和机械系统,以便于它在火星上漫步 – 所有这些系统都采用了德州仪器的产品。通过我们的大学计划,我们为全球的工程专业的教育者、研究员和学生提供支持,并将TI模拟和嵌入式处理技术融入到工程专业学生的学习经验中。

Vince说:“从事这些影响深远的事情真是不可思议。最后从Strata-1获得这些照片时,科学家们都感到异常兴奋和激动。有许多理论他们还无法进行论证,我们很高兴能够参与其中,帮助他们进入下一个重大发现的阶段。”
 

 

 

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文章收入时间: 2018-11-07
 
 
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