Por qué Kinect de Microsoft y Android de Google van al espacio
El alto costo de las misiones en el espacio se debe en parte al hardware informático personalizado en los satélites y las naves espaciales. Las computadoras espaciales suelen ser órdenes de magnitud menos poderosas que el hardware de consumo, pero muchas veces más caras.
Ahora, los investigadores británicos esperan reducir el precio de las computadoras para vuelos espaciales en unos pocos ceros al reemplazar los dispositivos hechos a la medida de hoy en día con teléfonos inteligentes y controladores de videojuegos.
Investigadores del Surrey Space Center (SSC) de la Universidad de Surrey y la empresa derivada Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) están trabajando en dos proyectos para estudiar cómo se comporta la tecnología de consumo en el espacio.
STRanD (Surrey Training, Research and Nanosatellite Demonstrator) 1 analizará cómo funciona un teléfono inteligente Google Nexus One en órbita y si se puede usar para controlar un satélite CubeSat, un nanosatélite que pesa solo 4 kg. El segundo proyecto, STRaND 2, intentará acoplar dos satélites CubeSat utilizando Kinect de Microsoft, un controlador de Xbox.
El Dr. Chris Bridges de SSC y uno de los gerentes de proyecto de STRaND dijo: «Se trata de pensar fuera de la caja y mostrarle a la gente que aún se puede innovar a bajo costo.
«Le preguntamos si podía salir y comprar un teléfono de $ 300 y usarlo en lugar de pagar mucho dinero por hardware personalizado».
Parte de la razón por la que los procesadores de los teléfonos inteligentes modernos son muchas veces más rápidos que los que se utilizan en los sistemas informáticos espaciales es que los investigadores tienden a favorecer el hardware más antiguo que se ha utilizado en misiones espaciales en el pasado.
«La tecnología está en constante evolución y la comunidad aeroespacial está muchos años por detrás de lo que tenemos hoy. Estos procesadores de teléfonos inteligentes consumen menos energía, son más rápidos y están diseñados para ser más potentes», dijo Bridges. Por ejemplo, el sistema informático de bajo costo GomSpace NanoMind que se utilizará en el satélite STRaND-1 CubeSat se basa en un procesador ARM 7 de 40 MHz, mientras que el chip dentro del teléfono Nexus One funciona a 1 GHz.
«Estamos tratando de tomar esta tecnología de punta y ver si podemos traducirla a aplicaciones espaciales».
El teléfono Nexus One se conectará con el sistema informático del satélite a través de placas I2C y USB y middleware basado en Java que convierte datos y comandos.
Uno de los mayores desafíos será asegurarse de que el teléfono funcione en órbita, donde las temperaturas fluctúan entre -20 °C y 80 °C y el teléfono es bombardeado con radiación de alta energía, lo que puede provocar que el software se bloquee o se comporte de manera inesperada. También está la cuestión de qué tan bien funciona su procesador en el vacío, sin aire que convección de calor desde su superficie.
Para preparar el teléfono para el viaje, los investigadores están simulando las condiciones de calor, radiación, vacío y vibración en órbita y estudiando cómo se comporta el teléfono. Una vez que identificaron los problemas, personalizaron el sistema operativo y el software Android 2.3.4 del teléfono en un intento de hacerlo funcionar de una manera que permitiera al teléfono evitar o recuperarse de esos problemas.
«Reparar un teléfono requiere comprender qué partes son vulnerables al daño y si puede protegerlas», dijo Bridges.
La universidad ha estado mejorando la tecnología de consumo durante más de 30 años, y en 1981 personalizó Speak & Spell para que funcionara en un satélite.
Si el teléfono está funcionando en órbita, es posible que se le asigne un control limitado del satélite. El equipo también desea probar si los sensores de bajo costo integrados en el teléfono (acelerómetros y magnetómetros que ayudan a rastrear su movimiento y orientación, cámaras y micrófonos) pueden igualar o superar el rendimiento de los costosos sensores personalizados en el teléfono. – A bordo de satélites comerciales y gubernamentales.
Para medir el rendimiento de los sensores del teléfono, el teléfono ejecutará varias aplicaciones, como iTesa, que registrará el campo magnético de la Tierra, y dos aplicaciones que calcularán la posición de los satélites usando la cámara del teléfono para filmar los chillidos de la Tierra y el espacio. que usará el teléfono para probar el famoso eslogan «En el espacio, nadie puede oírte gritar» de la película Alien.
La popularidad de las aplicaciones que se pueden personalizar para realizar misiones durante las misiones espaciales y la plétora de desarrolladores que crean aplicaciones para Android y Kinect es otra razón para impulsar estas tecnologías de consumo hasta la última frontera, agregó.
«Estas aplicaciones podrían algún día llegar a los principales sistemas satelitales», dijo Bridges.
STRaND 2 ampliará la idea de usar tecnología de consumo en el espacio, combinando satélites con tecnología de Kinect, el controlador de la consola de juegos Xbox de Microsoft que usa cámaras RGB tradicionales y sensores infrarrojos para rastrear los movimientos del cuerpo, lo que le permite navegar en el espacio 3D. .
La misión investigará si dos satélites CubeSat pueden acoplarse mientras usan el componente Kinect para rastrear el espacio 3D a su alrededor. Si tiene éxito, sería la primera demostración de un sistema de acoplamiento espacial de bajo costo. Dichos sistemas se utilizan a menudo en misiones espaciales de gran presupuesto a la Estación Espacial Internacional.
«Desde nuestras pruebas iniciales, Kinect parece una opción viable, pero aún tenemos que hacer muchas pruebas en tierra con él», dijo Bridges.
El equipo tendrá que desarrollar controladores y software personalizados para que Kinect funcione con el subsistema satelital. Tampoco podrán usar su sistema informático satelital GomSpace habitual, que carece de la capacidad de ejecutar Kinect, y en su lugar considerarán usar teléfonos Android para ejecutarlo.
«Vamos a intentar simular todo lo que podamos en tierra y descubrir cómo podemos conectarlo a las computadoras de vuelo y dejar que funcionen de forma autónoma», dijo Bridges.
El equipo de STRaND ve los nanosatélites de relativamente bajo costo pero de alta potencia que probarán en estas misiones como «bloques de construcción espaciales» inteligentes que se pueden apilar y reconfigurar para construir naves espaciales modulares más grandes o hacer lo mismo. objetivos
El satélite STRaND 1 se lanzará este año y Bridges cree que una vez que la tecnología de consumo demuestre ser viable en el espacio, su capacidad de bajo costo será un fuerte incentivo para que las principales agencias y empresas espaciales la adopten.
«Una vez que podamos ejecutar estos nuevos sistemas y hacer que la gente se lo tome más en serio, no hay razón para que no suceda».
