طائرات بدون طيار في محطة الفضاء الدولية

ملخص: متفرقات ، عدم التسامح ، نيناشي. وقليلا عن الاستمالة الفضاء. (+ نقد - عرض!)

الجزء الفعلي ، TTX - القليل من التحليل: ما هو مخفي وراء TTX ، وكيف يكون هدف الطائرات بدون طيار داخل المحطة المدارية ، وما هو مصيرهم في محطة الفضاء الدولية الحقيقية ؛ لماذا اتضح - وكيف يمكن أن يكون؟ التسلق إلى أوهام تتحول إلى سنوات جديدة

1. نظرة عامة على الطائرات بدون طيار

1.0. المكان: ISS

لماذا فكرة الطائرات بدون طيار جذابة في محطة الفضاء الدولية؟

يكفي تذكر المطالبات الرئيسية للطائرات بدون طيار عند استخدامها على الأرض:
- صاخبة للغاية ؛
- وقت طيران قصير.

كلاهما الأول والثاني يرجع إلى حقيقة أن محركات الطائرة بدون طيار يجب أن تتعامل مع الجاذبية. تضطر المحركات للعمل فوق عتبة قوة معينة (وإلا فإن الطائرة بدون طيار لن تقلع). تلتهم المحركات الكهربائية البطارية بسرعة ؛ إن اللفائف والبراغي المحملة التي تخفق الهواء بسرعات عالية تخلق صوتًا حادًا وقويًا.

في محطة الفضاء الدولية ، حيث لا توجد جاذبية ، يمكن أن تعمل المحركات بالضعف الذي تريده. يمكنك استهلاك البطارية اقتصاديًا جدًا ؛ لن يكون هناك ضوضاء عالية.

علاوة على ذلك. نظرًا لأن ISS نفسها مكان صاخب تمامًا (التهوية القسرية ، والعديد من الرفوف بمعدات تعمل باستمرار ، وأنظمة دعم الحياة وصيانة اتجاه المحطة - يبلغ إجمالي الاستهلاك حوالي 50 كيلو واط) ، الطائرة بدون طيار ، مع تشغيل معتدل للمحرك ، على الرغم من أنها تصدر صوتًا رسميًا ، ولكن في العملية يمكن اعتبار أغراضه صامتة. لن يكون هناك إزعاج صوتي مزعج آخر للأشخاص في المحطة.

1.1. المجالات (الولايات المتحدة الأمريكية)

وفقًا لجواز السفر ، مع لعبة الاختصارات: SPHERES (الأقمار الصناعية المتزامنة في وضع متزامن لتجربة إعادة توجيه الأقمار الصناعية). ممتلكات وكالة ناسا. تم إنشاؤها في MIT منحة DARPA.
الوزن: 4.3 كجم.
الحجم: 22 سم.


(مصادر المواد الرسومية: وكالة ناسا وجاكسا وإيسا).

عدة طائرات مسيرة متطابقة ، سقطت ثلاث منها في المدار: الأزرق والأحمر والبرتقالي. First Blue ، في عام 2006. بعد ذلك بقليل ، البقية ، مع البرامج الثابتة المحسنة.

هذه ليست طائرات بدون طيار تمامًا بمعنى أننا نضع "طائرات بدون طيار" على الأرض ، وهذا يعني في المقام الأول مروحيات هواة (كوادرو) أو مروحيات احترافية (سداسي ، أوكتو). المجالات ليست مروحيات. ليس لديهم براغي ، ولكن فوهات. دفع نفاث بحت ، غاز مضغوط.



الاسطوانة مشحونة ب 170 جم. منه ، يتم توزيع الغاز إلى 12 فوهة. أقصى تسارع: 17 سم / ثانية ² في الحركة ، 3.5 راد / ثانية ² في الدوران.

ولكن هذا هو بالضبط ما هي التسارع الأقصى ، في التشغيل العادي ، التسارع ليس هو نفسه تقريبا. في التجارب الحقيقية ، تتحرك الكرات ببطء شديد .
الاتصال الكامل: القنوات الراديوية بترددات 868 و 917 ميجاهرتز.
إنذار: إشارة بالأشعة تحت الحمراء.
أجهزة الاستشعار: استقبال الموجات فوق الصوتية.
لا توجد كاميرات فيديو ، ولكن يتم توفير حوامل لأدوات الجسم. في البداية ، تم استخدام وحدة VERTIGO ككاميرا فيديو ، قاعدتها كاميرتان لإنشاء صور مجسمة. ثم ، عندما تنتشر الهواتف الذكية ، مجرد هاتف ذكي.



في البداية ، كان التنقل على أجهزة الاستقبال بالموجات فوق الصوتية. هذه ليست حتى أجهزة استشعار المسافة ؛ فهي نفسها لا تنبعث منها الموجات فوق الصوتية. لهذا ، تم إصلاح 5 منارات داخل المختبر الأمريكي. عندما تحتاج إلى تحديد موقعك ، يعطي Sphere وميض الأشعة تحت الحمراء. هذه إشارة للمرشدات. يتناوبون ، مع تأخيرات مختلفة ، على إعطاء إشارة بالموجات فوق الصوتية. يلتقط المجال هذه الإشارات الخمس. يعد التأخير المختلف الأولي ضروريًا بحيث لا يتم ضمان تداخل الإشارات ، ويكون التحليل بسيطًا وموثوقًا قدر الإمكان - وبالتالي ، لا تحتوي المنارات حتى على توقيعات مختلفة. يسمح لك الوقت الفعلي لوصول الإشارة بحساب التأخير الثانوي المرتبط بالمسافة من المجال إلى كل منارات.



كل شيء بسيط قدر الإمكان. ربما لأن الطلاب بدأوا في التطور ، والتي أخذها المشرف بشكل ضعيف ، متذكرين حلقة من فيلم شهير للأطفال .
اعتبر المطورون الجزء الإلكتروني من الطائرات بدون طيار المكان الأكثر ضعفًا - بسبب الإشعاع الكوني. لكن الطائرات المسيرة قضت أكثر من عشر سنوات في المحطة ، وذهبت المشاكل في نظام توزيع الغاز إلى الفتحات. ومع ذلك ، فقد ظهر بالفعل على الأرض ، أثناء إصلاح الأزرق ، الذي تم إطلاقه على "التنين".



أعراض مماثلة ، ليست خطيرة للغاية ، تجاوزت أورانج ، لكنها لا تزال حتى الآن في المحطة.

1.2. الكرة (اليابان)

Int-Ball (كاميرا الكرة الداخلية). خاصية JAXA.
الوزن: 1.4 كجم.
الحجم: 15 سم.



تم تسليم هذا الميممي الطائر إلى محطة الفضاء الدولية في صيف عام 2017 ، ولكن بدأ استخدامه بجدية بعد عام واحد فقط ، عندما كان رائد فضاء ياباني في المحطة. ومع ذلك ، بشكل رسمي والآن لا يزال وضع الكرة هو إعادة تعديل.

لتحريكها لديها 12 فتحة صغيرة. ولكن للتناوب - هناك بالفعل كتلة من الجيرودينات.



هناك اتصال لاسلكي مباشر دون عكازات (مثل Spheres) بأجهزة الكمبيوتر المحمولة في المحطة.
قد تعتقد أن هناك كاميرات فيديو في العينين ، ولكن لا.



كاميرا منزلية في الأنف. العيون مجرد مؤشرات. هم في الواقع رمادي. عندما يتوهج باللون الأزرق - هذه إشارة إلى أن الكاميرا الرئيسية تعمل. في حالة فشل النظام ، يتحول لونه إلى اللون الأحمر ، ويصبح عرض الكرة عدوانيًا بشكل غير متوقع.



تمشي الدراجة بالفعل ، ولأول مرة ، أخافت الكرة رائد الفضاء الأمريكي الذي لم يتوقع مثل هذا الشيء.

من الجانب الأيمن هناك كاميرا مساعدة ، ملاحة. بالنسبة لها ، تم وضع علامتين في المختبر الياباني (ذلك اللون الوردي vyrviglazno-pink). عادة ما تكون في نهايات مختلفة من الوحدة النمطية ، واحدة تحت العتبة ، والأخرى على غلاف البوابة الصغيرة ، ولكن يمكن تحريكها بحرية.

على الجانب الأيسر من الكرة توجد أجهزة استشعار المسافة بالموجات فوق الصوتية.

فيما يتعلق بالمشاكل العصرية ، تم التأكيد على أن أجزاء الجسم طُبعت على طابعة. (ثم ​​تم صقلها وصقلها لفترة طويلة ، ولا تحدث المعجزات.)

في وضع عدم الاتصال ، لم تعمل الكرة بعد. يتم التحكم في حركتها من قبل عاملين في MCC اليابانية.

مرة واحدة في الشهر ، يتم تحديث يوميات الفيديو .

1.3. سيمون (أوروبا ، وبشكل أكثر تحديدًا ألمانيا)
CIMON (رفيق Crew Interactive Mobile) ، تكريمًا للأستاذ سيمون رايت . تحت رعاية وكالة الفضاء الأوروبية ، من قبل مركز الطيران والفضاء الألماني في منشآت إيرباص الألمانية ، بمشاركة IBM.
الوزن: 5 كجم.
المقاس: 32 سم.



تم تسليمها إلى ISS "Dragon" هذا الصيف.

لم يتم بعد تقديم وصف مفصل ، ولا توجد سوى البيانات الأكثر عمومية: 14 براغي. يوجد على الأنف شاشة وكاميرا فيديو ، وهناك جانبان إضافيان على الجانبين.



نظام لينكس. قامت شركة IBM بعمل نسخة محمولة من Watson ، والتي لا تتطلب عشرات الخوادم أو الاتصال الأرضي.

إذا قررت فجأة أن الطائرات بدون طيار هي شيء "مع الذكاء الاصطناعي من IBM!" يمكنهم المناورة بشكل طبيعي ، والآن يبدو أخيرًا على الأقل باردًا - إليك لقطاته على الشرائح الهوائية . في الاختبار الأول ، اتضح أن قدرته المحسوبة على المناورة أضعف من بقايا عدم القصور الذاتي في مختبر الطيران الأوروبي (يطلق عليه بفخر ZERO-G).

كان من المخطط أن يبدأ الألماني ألكسندر غيرست في أكتوبر العمل معه ، وسُجن صوته وتعرف الوجه عليه. وفي الشتاء ، سيتم إنزال سيمون إلى الأرض. ولكن ، على ما يبدو بسبب إصابة المحطة مع gremlins الشر ، فقد انتقلت المواعيد النهائية. يمكنك معرفة المزيد عن البداية على تويتر غيرست جيرست .

2. التحليل

حسنًا ، لماذا الطائرات بدون طيار في محطة الفضاء الدولية؟

هناك تصريحات احتفالية من قبل المبدعين ، وهناك إصدارات صحفية للوكالات ، ولكن من الواضح أنه في معظمها كل هذا الكلام البيروقراطي الخمول ، حيث تنتفخ الاحتمالات مثل الضفدع من خلال أنبوب ، وتلاحظ أسئلة غير مريحة تحت السجادة.

2.1. ما هي المجالات؟

بادئ ذي بدء ، دعونا نحاول أن نفهم: هل التصميم معقول؟

هناك هواء داخل محطة الفضاء الدولية. لكن المحركين للكرات يستخدمون مبدأ رد الفعل البحت. هذا يعني أنه عندما تعمل الطائرة بدون طيار ، هناك مورد يضيع باستمرار. السؤال المنطقي هو: كيف يتم تجديد هذا المورد؟ ربما يمكنك إعادة شحن الطائرة بدون طيار مباشرة إلى محطة الفضاء الدولية (أي ، من وجهة نظر عملية ، لا يتم إهدار أي موارد)؟ ربما تم تسليم بعض الضاغط إلى محطة الفضاء الدولية مع الطائرة بدون طيار؟ لا. تستخدم الطائرة بدون طيار أسطوانات قابلة للتبديل مع ثاني أكسيد الكربون المسال. بعد استخدامها في طائرة بدون طيار ، يجب إنزالها على الأرض ، وإعادة تزويدها بالوقود ، ورفعها إلى محطة الفضاء الدولية مرة أخرى.

علاوة على ذلك ، حتى الطاقة الكهربائية للطائرة بدون طيار ليست على البطارية ، والتي تبدو واضحة ، ولكن على البطاريات. بطاريات AA يمكن التخلص منها ، كل عبوة من 8 عبوات. التغيير إلى طازج في كل مرة قبل الاستخدام ، يجب أن يكون كافيًا لمدة ساعتين تقريبًا. وبعد ذلك لا يمكن إرسالها إلا إلى الأرض ، وتحتاج الطائرة بدون طيار إلى طائرات جديدة.

كيف يمكن تبرير مثل هذا القرار الغريب؟

ربما كانت الفكرة أنه على الرغم من أن الطائرة بدون طيار ستعمل داخل محطة الفضاء الدولية ، إلا أنها تحاكي الحركة خارجها في فراغ؟ حيث لا يوجد هواء؟ أو ربما حتى المقصود في حالة حدوث انخفاض ضغط ISS؟ ثم يمكنه التحرك داخل المحطة في فراغ ، تمامًا كما لم تستطع طائرة بدون طيار بمسامير. قد يكون ذلك مفيدًا. الطريقة العادية لإيجاد تسرب هي بالصوت ، لكن هذه الطريقة تعمل فقط إذا كان التسرب ضئيلًا ويهرب الهواء ببطء.

لكن المبدعين أنفسهم يقولون إن الطائرة بدون طيار غير مخصصة للاستخدام في الفراغ.
ثم ، ربما ، سنجد السبب في التجارب التي استخدمت فيها هذه الطائرات بدون طيار؟

تجربة رنين



تمت إضافة دائرتين ، لكل منهما مجموعة أدوات مع المحاثات (الحلقة). في هذا الشكل ، يمكن للطائرات بدون طيار أن تتفاعل مغناطيسيًا - الصد والجذب والتواء بعضها البعض. اتهام بعضهم البعض عدم الاتصال.

ما هي الفكرة. السبب وراء اكتمال معظم المهام الفضائية (الناجحة!) هو استنفاد الوقود. عمل الجهاز على برنامجه الأساسي ، ولا يزال يعمل بشكل مثالي ، ويمكن أن يخدم ولا يزال يعمل - وهذا فقط لعدم وجود وقود في المحركات. من المستحيل تصحيح مسار الرحلة أكثر. والأسوأ من ذلك أنه من المستحيل تفريغ gyrodines ، ولم يعد بإمكان الجهاز الحفاظ على اتجاه الهوائي إلى الأرض والألواح إلى الشمس - الاتصال بالأرض ، فقدان الطاقة ... هل من الممكن الاستغناء عن الاستهلاك المنتظم للوقود؟ إذا قمت بوضع العديد من هذه "الحلقات" (على سبيل المثال ، على سطح محطة الفضاء الدولية) ، فيمكنك قيادة قمر صناعي صغير بينهما بقدر ما تريد دون إنفاق أي وقود على الإطلاق - ما يكفي من الطاقة ، والتي لا تمثل عادةً مشكلة.

على مستوى الكلمات الشائعة ، هذا كله مضحك. ولكن من الصعب تخيل حالة استخدام حقيقية - أين ولأي غرض عملي يمكن أن تكون هناك حاجة إليه؟

بالإضافة إلى ذلك ، فإن التجربة نفسها ، في الشكل الذي أجريت فيه ، غير مجدية تمامًا ، لذلك تم القيام بأشياء أولية فيها.

ماذا يعطي؟ لماذا هذا؟

تجربة الدوار

منذ عام 2008 ، بدأت الاقتراحات والمحاولات لترقية Spheres بحيث لا تعتمد الملاحة الخاصة بها على المنارات ، ولكن على تحليل الفيديو. في عام 2010 ، يأخذ المشروع نفس DARPA للتمويل ، بما في ذلك هذه النقاط للطائرة بدون طيار. يبدو أن الفكرة الواضحة والمفيدة هي العمل في إصدار ثلاثي الأبعاد مع حقيقة أن النماذج الأولية من الطيار الآلي للسيارات يتم تصنيعها الآن في إصدار ثنائي الأبعاد. علاوة على ذلك ، أجريت قبل أن يصبح هذا الموضوع طفرة.
ولكن هذا من ناحية. من ناحية أخرى ، فإن تنفيذ الطائرة بدون طيار على شكل كرة هو الأقل ملاءمة لذلك.

حتى إذا أغلقت عينيك إلى حقيقة أن المجالات بطيئة للغاية ، فماذا عن حقيقة أن بدء الرحلة يتطلب إضاعة وقت الإنسان (تحقق من الضغط في الاسطوانة واستبدلها إذا لزم الأمر ؛ استبدل حزم البطارية بأخرى جديدة) ، وساعات الطيران محدودة جدًا (متكررة تغيير الاسطوانات والبطاريات ومع التوصيل من الأرض)؟

"تجربة" هالو



بين علامتي الاقتباس ، لأن المشروع هو أن المصد مثبت على الطائرة بدون طيار ، حيث يمكنك تعليق أي شيء آخر.

ربما كان من المنطقي أن يكون - إذا كان يمكن استخدام الطائرة بدون طيار كمفتش منتظم للطائرات بدون طيار داخل المحطة على الأقل. ولكن لا يمكن استخدام المجالات على هذا النحو ، وليس TTX. فلماذا إذن هذا كل شيء؟

ولكن لماذا. على سبيل المثال ، تم تعليق "وحدات الإرساء" على مجموعات الجسم ، ورست الطائرات بدون طيار مع بعضها البعض. أليست معجزة؟

أو إليكم أخرى: طائرتان بلا طيار مربوطتان بحبل ، وشاهدتا كيف يمكن لإحدى الطائرات أن تجذب الأخرى. وتبين أن هذا تقليد لالتقاط الحطام الفضائي. مذهل! أليس كذلك؟

رش التجربة (Slosh)



يتم إرفاق الشعاع الخاص: في نهايتي كرة ، وفي الوسط يوجد بالون شفاف مملوء جزئيًا بالسائل.

تستخدم الكرات للتواء ، اهتزاز ، تذبذب ، إلخ. الكاميرا المجاورة للأسطوانة تقلع ما يحدث في الداخل. تم استخدام درجات مختلفة من الحشوة والسوائل ذات الخصائص المختلفة.

من الواضح أنه ، أولاً وقبل كل شيء ، هذا تشبيه لما يمكن أن يحدث في خزانات بالوقود عندما يجدون أنفسهم في حالة قريبة من انعدام الجاذبية. لذلك ، تجري التجربة بمشاركة الشركات المصنعة الكبيرة الحقيقية.

بشكل عام ، تبدو هذه التجربة الأكثر إقناعًا من بين جميع التجارب الأخرى. ما الذي يجعلنا نستخدم الحجوزات على أي حال؟ التصميم مع الروك والكرات كمسرعات هو شيء أخرق للغاية. عمل مراوح الكرات ، خاصة مع مرور الوقت ، بعيد عن الدقة. استخدام الكرات كجزء من التثبيت يفرض قيودًا صارمة على مدة التجربة ، فمن المستحيل إجراؤها لفترة طويلة وفي وضع آلي (جلسات مع الكرات - بضع ساعات في غضون بضعة أسابيع). يبدو أنه إذا كان هناك اهتمام حقيقي بهذه التجارب ، فسيتم تخصيص مكان في الرفوف ، وسيتم تركيب شاكر جهاز صغير هناك ، شحذ لمثل هذه التجارب. وإذا لم يكن هناك مكان في الرفوف ، فعندئذٍ: ألم يكن من المنطقي إنشاء إطار يحتوي على جيرودينات حول الأسطوانة بدلاً من إرفاق نهايات طويلة معلقة بها الكرات ، إلى حد ما ضخمة ، ولكنها ضعيفة وغير دقيقة من حيث التسارع الذي يتم إنشاؤه؟

أي أن الشكوك حول الحاجة إلى المجالات لمثل هذه التجربة لا تزال قائمة. وهي مدعومة بحقيقة أن جميع نماذج الطائرات بدون طيار التالية لم يتم تجربتها لأي شيء من هذا القبيل.

فلماذا كانت المجالات مطلوبة؟

دع الطلاب يجربون - هل خبرتهم واهتمامهم بالذهاب إلى الفضاء أكثر أهمية من الفوائد الحقيقية لمجالات محددة في محطة الفضاء الدولية؟

أو ، منغمسًا في لاهوت المؤامرة اللزجة ، على العكس تمامًا: مولت داربا هذا المشروع لإرباك الجيش الروسي والصيني الشجاع؟ مثل ، انظر ، ما هو النموذج الأولي العاجز لمفتشي الأقمار الصناعية الذين يأتون إلينا ... إذا كان لدينا مفتشو الأقمار الصناعية الباردون ، فهل سنمول مثل هذا العناق والبكاء؟ ليس لدينا مفتشو الأقمار الصناعية!

أم أن البيروقراطيين الإضافيين في وكالة ناسا وداربا ، الذين ليس لهم فائدة حقيقية ، يضطرون لخلق مظهر العمل لتبرير وجودهم؟ هل هذا كله مجرد "إتقان" للأموال؟ وفي الوقت نفسه ، فإن ملء جدول عمل رواد الفضاء بشكل رسمي "ليس هباءً هل نأخذهم إلى هناك والعودة"؟

2.1. لماذا نحتاج كرة؟

هنا يتم ذكر الهدف على الفور ، بشكل واضح للغاية ومقنع للغاية.

دعونا نلقي نظرة على كيفية ترتيب التجارب مع الأشخاص في محطة الفضاء الدولية.

رجل ، لا يزال على الأرض ، يعلم خطة العمل ، ويتدرب. لكن! نظرًا لأنه يتم التخلي عن الأشخاص في محطة الفضاء الدولية لمدة ستة أشهر ، وهناك عدد قليل منهم ، فمن المستحيل أن يكون رائد الفضاء جاهزًا بشكل مثالي لكل من تجاربه ، وأن يفعل ذلك بمهارة مساعد المختبر الذي يعمل مع هذه المعدات لسنوات. لكن التجربة مطلوبة بسرعة أكثر أو أقل ، وليس مملة ، فهناك جدول زمني. لذلك ، تخضع كل تجربة تقريبًا لإشراف MCC. يقوم رائد الفضاء بتثبيت كاميرا على الحامل مستهدفاً المكان الذي سيعمل فيه. ولا يستطيع مركز عملائي الإجابة على أسئلته فحسب - بل يمكنه أيضًا تصحيحها فورًا إذا كان يفعل بالفعل شيئًا خاطئًا ، ولا يلاحظ ذلك بنفسه.

بالطبع ، الكاميرا الثابتة على الحامل ليست خيارًا مثاليًا. في بعض الأحيان تريد إظهار صورة قريبة - ما تحت أصابعه. في بعض الأحيان يكون هذا مهمًا حقًا. يمكن تأجيل التجربة أو إلغاؤها ، ولكن في حالة منع أو إصلاح أنظمة دعم الحياة ، لا يوجد مكان للذهاب إليه ، ويمكن أن يؤدي الخطأ إلى صعوبات كبيرة. لذلك ، عليك الاتصال بشخص من الطاقم للحصول على المساعدة: أحدهم يعمل ، والآخر يمسك الكاميرا ، ويخلع فوق كتفه.

يزعم اليابانيون أن الضجة بالكاميرات تستغرق حتى 10٪ من الوقت.

هنا ، بالطبع ، ليس من الواضح تمامًا ما إذا كان هذا البيان ليس ماكرًا - فقد فكروا في وقت رواد الفضاء داخل العامل ، أو شملوا كل ما يمكنهم فعله: رواد الفضاء في أوقات فراغهم مثل التصوير في فتحات ؛ يعتبر نموذجًا جيدًا للجميع لتسجيل جولة الفيديو الخاصة بهم في المحطة ، مرة واحدة على الأقل في الرحلة الاستكشافية ؛ أنت بحاجة إلى الحفاظ على مدونات الفيديو والمشاركة في جسور الفيديو ، لأن هذا مطلوب منها للترويج / لأسباب سياسية وصور. لذا في الواقع ، قد تختلف النسبة المئوية من الوقت.

لكن هذا لا يغير الجوهر: لماذا لا تتحرر هذه المرة لشيء مفيد حقًا؟
تم الإعلان عن الكرة على أنها كاميرا متحركة عالمية ، والتي يجب أن توفر هذه المرة.

هل تعمل الطائرة بدون طيار مثل هذا في الواقع؟

تأتي صورة متواضعة جميلة من الكرة (إذا قورنت بكاميرات كاملة مع عدسات جيدة مثبتة على ISS إلى الأقواس). وما الصورة الأخرى التي يمكن أن تأتي من كاميرا مدمجة بعدسة صغيرة؟

التنقل أسوأ. من الواضح أن القيود المفروضة على لعوب Sharik تتعلق بإعادة التأمين ، وقوة البراغي تم التقليل من شأنها بشكل خاص. يمكن تغيير هذا في المستقبل إذا كان جزء البرنامج (التنقل بالصور والمناورة) موثوقًا وفعالًا. لكن هذه هي المشكلة الكبرى. إذا أخذنا تقنيات "أرضية" مماثلة كنقطة انطلاق - ما يتم القيام به في مجال الطيار الآلي للسيارات - يبدو أن هؤلاء المتخصصين والتطورات لم يشاركوا ، وفي JAXA يتم كل شيء من الصفر ، تقريبًا من قبل المبتدئين في هذا المجال.

ومع ذلك ، فإن المشكلة الأكبر ليست حتى ذلك. لنفترض أن الكرة قادرة على التعرف على البيئة بثقة ، والمناورة فيها بدقة. هل هذا يكفي لكي تصبح الطائرة بدون طيار عامل مساعد - مثل ، على سبيل المثال ، عضو طاقم آخر مزود بكاميرا؟

أصحاب الطائرات بدون طيار يدركون جيدًا الإجابة. يعمل الطيار الآلي جيدًا عندما يُعطى مهمة واضحة: يتم إدخال نقاط تفتيش المسار ، أو تعيين الكائن الرئيسي. في حالة السيارة ، فإن حالة الاستخدام هذه مريحة تمامًا. في حالة الطائرات بدون طيار ، هناك حاجة إلى المزيد - التفاعل مع المشغل حيث يتم تحسين مهمة الرحلة ، بما في ذلك ظروف الهبوط التي لم يتم تحديدها مسبقًا (تذكر كل المضحك ، من خلال الدموع ، قصص الطائرات بدون طيار التي لم يتم إعطاؤها للمالك).

بالنسبة لمساعد طائرة بدون طيار على ISS (مساعد في الواقع ، وليس نشرة صحفية) ، سيتطلب في المقام الأول التفاعل مع شخص. تفاعل ملائم . ليس سطحيًا ، على مستوى الأوامر اللفظية الواضحة أو الإيماءات الموصوفة رسميًا مثل مراقب حركة المرور. وكما يحدث في حالة قيام شخصين حقيقيين بعمل شيء معًا. تتنبأ بأفعال ونوايا الآخرين في بداية الإيماءة ، وفقًا للمكان الذي توجه إليه النظرة ، كأمر مشجع ، يمكن أن يكون هناك مجرد لمحة سريعة ، وردود فعل سلوكية أخرى ، واضحة في الوضع الحقيقي ، ويصعب للغاية إضفاء الطابع الرسمي عليها.

ولكن لكي يصبح هذا حقيقة ، يجب أن تكون الطائرة بدون طيار مزودة بذكاء اصطناعي ذكي للغاية - ليس فقط قادرًا على المناورة ، ولكن على فهم ما يحدث. خلاف ذلك ، لن يكون استخدامه مفيدًا ، ولكن مهمة صعبة أخرى سيضطر رائد الفضاء إلى وضعها في الاعتبار بالتوازي مع العمل الرئيسي. سيكون هناك فقط الحمل الزائد والتهيج والأخطاء.

إن تطوير مثل هذا التفاعل هو الآن في مهده ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تطوير الذكاء الاصطناعي القوي في هذه الحالة. بدون إنشاء ذكاء اصطناعي قوي ، قد يكون لهذه المهمة ، في أحسن الأحوال ، حل ersatz مشابه للمترجمين التلقائيين الحاليين - خط بين الأخطاء مع أخطاء تحتاج إلى تصحيح بواسطة ذكاء اصطناعي قوي في شكل شخص. بدون وجود ذكاء اصطناعي قوي ، ستحتاج الطائرة المسيرة للمراقبة باستمرار بطريقة أو بأخرى - وتتدخل بانتظام في أفعاله! - العاملون على الأرض.

2.3. وهنا سيمون!

يبدو أن مطوري سيمون يفهمون ذلك. كما أنهم يفهمون أنه من وجهة نظر اقتصادية ، فإن المخطط الذي استخدمه اليابانيون مع Sharik - على الأقل اثنان من المتخصصين العاملين بشكل دائم على الأرض لتوفير 10 ٪ من وقت رائد الفضاء - هو في أفضل الأحوال باش.

لذلك ، تم ذكر أهداف أخرى.

سيتبع سيمون المالك بشكل غير بارز ، ويكون مساعده الصوتي ، بالإضافة إلى جمع البيانات لتحليل نفسي لحالة الطاقم.

هذا هو. يقترح أخذ التكنولوجيا المنفذة بالفعل في الطائرات بدون طيار. ثم أعط رائد الفضاء في المدار مساعدًا صوتيًا اصطناعيًا (اقرأ ، غبي) - عندما يكون لدى رائد الفضاء الموجود في سماعة الرأس مساعدين أحياء في مركز عملائي. ومثل الكرز ، قم بعمل نسخة سلبية من ما يتم القيام به على الأرض بشكل نشط ، باستخدام طرق أكثر تعقيدًا في مشاريع مثل "Mars 500". إذا لم تكن هذه خطوة كبيرة للبشرية كلها ، فما هي إذن؟
على الرغم من كل هذا ، لا يزال سيمون يمثل فائدة حقيقية. غير مرتبط بكل ما سبق ، ليس واضحا لمجمعي البيانات الصحفية.

2.4. الاستمالة في الفضاء

إذا شاهدت مقاطع فيديو من محطة الفضاء الدولية بعناية ، مع الانتباه إلى سلوك رواد الفضاء ، فستلاحظ شيئًا مضحكًا - ليس واضحًا على الإطلاق مقدمًا ، حتى إذا كنت تعرف الفيزياء جيدًا وتفهم ما هو انعدام الوزن.

حقيقة تجريبية: من الأسهل على شخص في حالة انعدام الجاذبية أن يتعامل مع أشياء ضخمة ضخمة مقارنة بالأشياء الصغيرة والخفيفة.

تبدأ الصعوبات عندما تتخلى عن شيء صغير.

يبدو ، ما هي المشكلة؟حسنًا ، "ضع" شيئًا ما في الهواء ، وسيعلق هناك. انعدام الجاذبية! أليس هذا أكثر ملاءمة من الأرض ، حيث يمكن أن يسقط شيء ما ، وقبل أن تتخلى عن شيء ما ، تحتاج إلى إيجاد بعض الدعم الموثوق به لوضعه عليه؟
تكمن المشكلة في أن الشخص لا يستطيع "وضع" شيء في الهواء بدقة كافية. اعتدنا على الأرض أن نضع الأشياء على أسطح مختلفة ، ولكن دائمًا مع الجاذبية. ترك - ودفعت قوة الجاذبية إلى السطح ، ولا تسمح قوة الاحتكاك بالتحرك جانبيا. هناك وهم بأن الشخص نفسه يمكن أن يترك الأشياء في حالة راحة تمامًا لأنه بالتحكم المثالي في تحركاته وتطبيق القوة.

في انعدام الجاذبية ، يتم تبديد هذا الوهم بسرعة. اتضح أنه إذا أراد الشخص "وضع" شيء في الهواء ، كما وضعه على الطاولة ، فإن هذا لم يعد يعمل.

حتى إذا كان الشخص يحاول جاهدًا ترك الموضوع بدون حركة في الهواء ، وتركه ويسحب يده بعناية شديدة ، فإن الهدف سيظل يتحرك بسرعة متبقية صغيرة. وإذا ترك الشخص شيئًا صغيرًا مثل المشي ، دون الكثير من الاهتمام ... للوهلة الأولى ، فإن سرعة الشيء ليست كبيرة. لكنها ثابتة ولن تذهب إلى أي مكان. وفي بضع ثوان فقط تبين أن الجسم يتجاوز الحدود التي يمكن أن يصل إليها رائد الفضاء ، ببساطة عن طريق مد يده. وبعض الحلول مطلوبة. إما أن تدع الشيء يذهب ، ولكن بعد ذلك عليك أن تطير خلفه بجسمك بالكامل ، وليس فقط تحريك يدك ، أو تحتاج إلى الإمساك بالشيء الآن وإعادته. (على سبيل المثال ، العناية بالكمبيوتر اللوحي - الانتباه ليس على وجه المتحدث ، بل على يديه.)

من الأفضل أن تمسك ولا تتركه بعد الآن. ولكن إذا كنت ترغب في التفاعل مع العديد من الأشياء في نفس الوقت؟

لا يمكنك ترك أحد العناصر معلقًا لأكثر من بضع ثوانٍ. يجب عليك باستمرار العودة إلى هذا الموضوع و "تحويله" ، تطفو بعيداً ، تعود.

وإذا كان العنصر عبارة عن جهاز لوحي ، على الشاشة التي تشاهد فيها شيئًا ، ويجب أن تطلق الكاميرا عليك ، فإن المشكلة تتفاقم بسبب حقيقة أنه بالإضافة إلى السرعات المتبقية ، هناك أيضًا سرعة دوران متبقية. لن يطفو الجهاز اللوحي ببطء فحسب ، بل يبتعد عنه أيضًا ببطء.

كل هذا يؤدي إلى حقيقة أن رواد الفضاء إما يمسكون بأيديهم ما يعملون معهم أو يشاركون في الاستمالة في الفضاء - فهم يصححون باستمرار الأجسام المعلقة في الهواء.

العديد من محبي رواد الفضاء ، حتى بعد مشاهدة عدد لا بأس به من الإعلانات التجارية لمحطة الفضاء الدولية ، لا يلاحظون: جميع العناصر تقريبًا في المحطة مع ملصقات لاصقة. وقطع الأم الفيلكرو هنا وهناك على "الطاولات" ، "طاولات العمل" ، جدران المحطة ، بعض الوحدات مغطاة بالكامل بها. بالإضافة إلى Velcro ، هناك جيوب من شبكة المطاط في المحطة هنا وهناك. وشيء يتمسك به carabiners. لأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأقواس الكاميرات. كل هذا لنفس الغرض - حل مشكلة الاستمالة في الفضاء بطريقة أو بأخرى.

وبهذا المعنى ، فإن سيمون لديه وظيفة مفيدة فريدة من نوعها: يمكن استخدامه كشاشة يمكن "وضعها" في الهواء. بعد ذلك ، سيمسك سيمون نفسه بموضع واتجاه الشاشة (والكاميرا) عند رائد الفضاء. لا يحتاج إلى الاستمالة.

السؤال هو ، هل كان الأمر يستحق إرسال كائن ثقيل ومضخم لهذا - وليس طائرة صغيرة صغيرة الحجم يمكنك إرفاق قرص بها؟

2.5 المشكلة الرئيسية للطائرات بدون طيار على ISS

الطائرات بدون طيار ليست مطلوبة على ISS - لا توجد مشكلة لهم.

بتعبير أدق ، يمكن العثور على المهام لهم ، ولكن لحل هذه المشاكل ، لا ينبغي أن تكون الطائرات بدون طيار لعبة من نوع "نحن نحشو كل شيء عصري ، ولكنه جيد لشيء ما" ، ولكن يتم سجنه بسبب وظيفة محددة.

3. الطائرات بدون طيار الجميلة في المستقبل

من المهام الحقيقية التي يمكن أن تكون الطائرات بدون طيار مفيدة من حيث المبدأ في محطة الفضاء الدولية ، هناك الآن اثنان:

1. تصوير عمل رواد الفضاء ،
2. إنقاذ الناس من الاستمالة في الفضاء.

إذا كنت تبحث عن حلعلى وجه التحديد لهذه المهام الآن - تحتاج إلى استخدام شيء يمكن أن يعمل في الوقت الحالي ، والعمل بكفاءة ، وحل الأهداف المعلنة بالكامل. ولا تفعل شيئًا مشوشًا ، مبررًا بحقيقة "أننا نقوم بتطوير مناهج للتكنولوجيا بحيث يومًا ما في المستقبل ..."

3.1. العروض العقلانية

الآن وفي المستقبل القريب ، لا يجب أن
تعتمد الطائرات بدون طيار على محطة الفضاء الدولية : - الاعتماد الجاد على بدايات الذكاء الاصطناعي (لأنها بدايات أيضًا) ؛
- استخدم التعرف على إشارة الفيديو للملاحة (لا يتم تصحيحه حتى النهاية ، ومتكرر في بيئة مغلقة حيث يتم التحكم في كل شيء) ؛
- وضع عبء على التصميم مع نظائر عديمة الفائدة للأجهزة المتخصصة المتوفرة بالفعل على ISS بأفضل جودة (لا توجد كاميرات مدمجة ، ولا أجهزة لوحية مدمجة ، ولا معالجات تتجاوز الحد الأدنى من وحدات تحكم الجهاز).

يجب أن تكون الطائرة بدون طيار أداة العمل الفعلية فقط - وحدة gyrodyn ، والمراوح ، والبطارية ، واللاسلكية ، وهذا كل شيء. (لا يزال الحد الأقصى هو عدد قليل من أصغر الكاميرات من نوع الهاتف الذكي ، وفقط بحيث يتم نقل دفق الفيديو الخاص بهم من خلال الصورة إلى وحدة المعالج في الحامل ، والمعالجة موجودة فقط.) علاوة على ذلك ، كل التفاصيل صغيرة قدر الإمكان. إذا كانت الطائرات بدون طيار السابقة لها أبعاد سيف كرة السلة وكرة اليد وشاطئ صغير ، فيجب أن تكون الطائرة بدون طيار ISS المثالية أصغر بكثير ، وتسعى جاهدًا لحجم كرة التنس.

هذا هو:

يتم نقل قدرات المعالج إلى أحد الرفوف العلمية بحيث لا تحمل الطائرة بدون طيار هذا الحمل الإضافي الضخم (لا تنس أنه بالإضافة إلى الوحدة الحسابية نفسها ، فإن الطائرة بدون طيار مجبرة أيضًا على حمل الطاقة لهذه الوحدة!).

للملاحة ، استخدم مخطط Sphere الأصلي ، ولكن في شكل مقلوب : تعطي الطائرة بدون طيار إشارات مثل منارات (من الجانب الأيمن والجانب الميناء) ، تتم قراءة هذه الإشارات بواسطة أجهزة الكشف المثبتة في زوايا وحدات المحطة ومثلثة بالتأخير ؛ جنبا إلى جنب مع البيانات الداخلية للطائرة بدون طيار - أجهزة استشعار التسارع ، وتشغيل المحركات الكهربائية والحلقات الجيروديناميكية - هذا يكفي لتحديد كل من موضع الطائرة بدون طيار واتجاهها ومشتقاتها.

عند رسم المسار ، يتم استخدام نموذج جاهز للبيئة (ISS هو كائن كبير ، ولكنه مرئي تمامًا) ، ومميزًا بأقلام ، ويتم تحديثه إذا لزم الأمر من قبل المشغل ، دون اللعب في التعرف على الأنماط من إشارة الفيديو. للتحكم في البيئة ، يتم استخدام صورة مع الكاميرا المرفقة (وليس على الطائرة بدون طيار) في الوحدة النمطية حيث توجد الطائرة بدون طيار - ويتم تنفيذ هذا التحكم بواسطة المشغل. إذا تم استخدام الخوارزميات العصبية ، فهي فقط لحل المهام المساعدة ذات المستوى المنخفض والتي هي جيدة بالفعل بما فيه الكفاية.

تقوم الطائرة بدون طيار بمعالجة المعلومات إلى الحد الأدنى. تقوم فقط بتفريغ بياناتها الداخلية إلى الكمبيوتر في الحامل ، ومنها تتلقى تعليمات محددة لتشغيل الجهاز.
هناك نقاط تحميل على الطائرة بدون طيار. غير متجانسة. هذه هي المزالج التي تعمل بالكهرباء (الجزء التكميلي من المزلاج مرتبط بالجسم الذي يجب أن تستخدمه الطائرة بدون طيار) ، وقطعة واحدة فقط من أمي الفيلكرو القياسية للمحطة (في الجاذبية صفر هذا يكفي لربط الطائرة بدون طيار حتى مع جسم ضخم إلى حد ما). على أي حال ، يجب أن يكون هذا الحد الأدنى للتركيب ، وأصغر بكثير من المصدات الضخمة الزائدة في المجالات.
عندما يكون هناك حاجة لفيديو رائد فضاء عامل ، يتم تثبيت كاميرا فيديو على الطائرة بدون طيار - وهي كاميرا / كاميرا كبيرة بدوام كامل ، وموجودة على محطة الفضاء الدولية. تقوم الطائرة بدون طيار بسحبها ببطء وتحويلها عندما تحتاج MCC إلى تغيير زاوية المراقبة في مكان عمل رائد الفضاء. يتم حساب المناورة اللازمة على الأرض / على الكمبيوتر المثبت على الرف ، ولا تتلقى الطائرة بدون طيار سوى الطلبات الأولية للمحركات.

لذا ، بالنسبة إلى رائد الفضاء ، سيكون الأمر مريحًا حقًا ، وليس صداعًا غير ضروري ، في الحامل العلمي حيث يتم تخصيص مساحة لوحدة المعالج من الطائرة بدون طيار ، يجب أيضًا تخصيص مساحة لرصيفها - حتى يتم إيقاف السيارة وإعادة شحنها ، كما هو الحال منذ فترة طويلة في المكانس الكهربائية. ومن الأفضل أن تكون الطائرة بدون طيار وحدها ، ولكن مع القدرة على العمل مع دائري: من وجهة نظر رائد الفضاء ، تبدو الطائرة بدون طيار ، تظهر أحيانًا نسخة فقط بجوار الطائرة بدون طيار ، فيما بينها هناك نقل (تلقائي) للعنصر المسحوب ، وبعد ذلك تتم إزالة الطائرة المسيرة لإعادة شحنها .

بالإضافة إلى العمل كمصور فيديو ، سيسمح تصميم مماثل باستخدام الطائرة بدون طيار لمكافحة الاستمالة.

مثل الكاميرا ، يمكن للطائرة بدون طيار أن تمسك بموقف واتجاه الهاتف الذكي / الجهاز اللوحي المرتبط بها ؛ سحب هذه الشاشة خلف المضيف ؛ للتعويض عن الارتداد عندما ينطلق رائد الفضاء على شاشة الجهاز اللوحي دون حمله مع صديق آخر. أو ، أثناء أعمال الإصلاح ، "احتفظ" بحقيبة عمل / "طاولة" صغيرة في الهواء ، مع الفيلكرو ومغناطيس للأغراض الصغيرة والسحابات ، بجوار رائد الفضاء كما يراه مناسبًا - مما يلغي الحاجة إلى فرد الكيس المتشابك في كل مرة ، أو إزالة الشيء الضروري مع حلقة تسلق على الحزام ، ثم ربطها هناك ، إلخ.

أي أنه يجب أن يكون مجرد ضبط عام في الهواء لأشياء أخرى. ليست حاملة لبعض "الأجهزة العلمية" المجردة ، ولكن بالنسبة لتلك الأشياء التي يتم استخدامها حقًا وبشكل مستمر في المحطة في الحياة اليومية.

ومع زيادة تطوير هذا النهج:
من الأفضل ألا تتخيل حتى طائرتان بدون طيار تعملان في نوبات مع شيء واحد بالقرب من أحد رواد الفضاء ، ولكن سربًا كاملاً منهم في المحطة يعمل دائريًا. توجد عدة حالات باستمرار في كل وحدة نمطية للمحطة ، جاهزة للعمل بدون إجراءات تهيئة خاصة. في الخلفية ، يبدأون في الدفع ، حتى يتجمدوا ولا يدوروا ، الأجسام المجاورة لرائد الفضاء ، إذا تم إطلاق هذه الأشياء من اليدين ، ولكن لم يتم تعليقها على الحائط باستخدام Velcro / لم يتم إصلاحها بطريقة أخرى ، ويتم توزيع انتباه الشخص بوضوح بين العديد من هذه الأشياء.

3.2. ما هي الخطوة التالية - في الواقع؟

يعكس الترتيب الذي ظهرت به الطائرات بدون طيار في محطة الفضاء الدولية في صورة مصغرة مستوى التطور التكنولوجي للبلدان. القائد يفعل شيئًا ، ثم يتم جذب الآخرين القادرين على المنافسة: أولاً الولايات المتحدة ، ثم بهامش واسع ، اليابان وألمانيا ... من

الواضح أنه لا ينبغي توقع روسيا حتى في هذا السباق المصغر.

ثم اتضح أنه الآن حان دور الولايات المتحدة مرة أخرى؟ مع الأخذ في الاعتبار خبرتهم ، بالنظر إلى جهود الشركاء ، هل يجب على وكالة ناسا الآن أن تأخذ هذا السباق إلى مرحلة تكنولوجية جديدة؟

يبدو أن هناك شيئًا ما مخططًا له بالفعل ببطء. تجري وكالة ناسا على الأقل نوعًا من العصف الذهني ، معلنةً عن مسابقات عامة في أحداث هاكاثون مختلفة.

لسوء الحظ ، فإن الحلول المقدمة في مثل هذه المسابقات تفسدها الصور النمطية الخاطئة حول ظروف ومشكلات ومهام محطة الفضاء الدولية. يتم تقديم المفاهيم بجد ، ولكن بدون تفكير ، على أساس مبدأ "دعنا نعمى كل ما يمكننا في طائرة بدون طيار وفجأة سيكون مفيدًا لشيء ما؟" ، هنا مثال نموذجي .