從月球塵埃到隕石碎塊，NASA在TI工程師建造的零重力設(shè)施中研究太空巖石

　　在德克薩斯州農(nóng)工大學(xué)讀書時(shí), Dakotah、Alexis 和Vince 就已經(jīng)是美國國家航空航天局(NASA)的團(tuán)隊(duì)成員, 負(fù)責(zé)對此項(xiàng)任務(wù)展開相關(guān)研究。

　　Dakotah說：“我一直對太空抱有濃厚的興趣。你忍不住想知道那里有什么我們所不知道的東西，以及將要發(fā)生的事情。而加入這場探索發(fā)現(xiàn)之旅會令人激動萬分。”

　　該學(xué)生團(tuán)隊(duì)及其學(xué)院和當(dāng)?shù)匾患姨丈虡I(yè)公司合作，為一個新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備設(shè)計(jì)了一個電子器件包，該設(shè)備將用于研究粒子如何與零重力中的航天器和太空服材料相互作用，并允許研究人員遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控實(shí)驗(yàn)。

　　與該學(xué)生團(tuán)隊(duì)進(jìn)行合作的是德州太空技術(shù)應(yīng)用與研究公司，該公司的總裁兼首席執(zhí)行官馬特倫納德(Matt Leonard)說：“當(dāng)我們的電子器件包與一顆小行星或隕石會合時(shí)，我們不知道會發(fā)生什么。該設(shè)備將幫助研究人員了解粒子間的引力效應(yīng)，這樣我們就能更好地理解如何避免破壞它們并設(shè)計(jì)出適合與它們進(jìn)行相互作用的東西?！?/p>

　　Hermes - 集成了我們公司的技術(shù)，包括六個TM4C微控制器，一個BeagleBone黑板和大量芯片 - 將于今年秋天登陸國際空間站(ISS)并在那里停留五年。它會把所觀察到的東西傳回地球，這有助于肩負(fù)著未來任務(wù)的NASA人員探索太陽系，例如地面如何在宇宙飛船下移動以及太空土壤如何影響關(guān)鍵系統(tǒng)。NASA計(jì)劃再次將人類送往月球，為2030年代人類登陸火星的任務(wù)奠定基礎(chǔ)。

　　Alexis說：“科學(xué)家們有很多理論來解釋太空粒子間的相互作用方式，而上述研究將為這些理論提供依據(jù)。作為工程師，我們深入研究如何設(shè)計(jì)和解決問題。但是，當(dāng)我坐下來思考這項(xiàng)研究以及我們目前在國際空間站上操作的系統(tǒng)時(shí)-我從未想過我做的事情如此有影響力?！?/p>

　　克服重力

　　尋找進(jìn)行失重實(shí)驗(yàn)的方法頗具挑戰(zhàn)性。

　　德克薩斯A&M大學(xué)的電子系統(tǒng)工程技術(shù)教授Joe Morgan與開發(fā)Hermes的學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作。他表示：“如果你試圖獲得微重力，那么你的選擇很有限。你從一座塔上摔下只要幾秒鐘時(shí)間，而如果你乘坐NASA的‘Vomit Comet’，則會獲得30秒的失重狀態(tài)。但國際空間站可以讓科學(xué)家長期處于微重力環(huán)境之中，而這正是研究所需要的。”

　　在2015年秋天，Dakotah、Vince、Joe和Matt合作進(jìn)行了一項(xiàng)名為Strata-1的獨(dú)特管狀實(shí)驗(yàn)。幾個月后，該實(shí)驗(yàn)在國際空間站上啟動，并對小行星物質(zhì)在零重力環(huán)境中的行為進(jìn)行了為期一年的研究。Dakotah設(shè)計(jì)了硬件和基礎(chǔ)設(shè)施，Vince開發(fā)了燈光和相機(jī)用的軟件，幫助科學(xué)家獲取實(shí)驗(yàn)圖像。

　　一年后返回地球時(shí)，Strata-1取得了巨大成功，因此NASA要求該團(tuán)隊(duì)建造一個可長期使用的設(shè)備，以支持多個微重力研究項(xiàng)目進(jìn)行穩(wěn)定輪換 - 但要保證連接暢通，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流動。雖然Strata-1的信息存在SD卡上，宇航員每隔幾個月就要檢索一次，但Hermes將會被接入ISS通信系統(tǒng)，以便研究人員更快地讀取數(shù)據(jù)。

　　Alexis說：“Strata-1采用硬編碼的方式發(fā)揮作用，而Hermes更像是一個即插即用設(shè)備，這樣你可以隨時(shí)改變地球參數(shù)。它賦予了NASA前所未有的能力?！?/p>

　　太空飛行的悠久傳承

　　長期以來，德州儀器公司一直在探索太空的最后邊界。

　　1958年1月，TI晶體管隨著美國第一顆衛(wèi)星-探險(xiǎn)者1號(Explorer 1)飛入太空，這比Jack Kilby發(fā)明集成電路僅僅早了八個月時(shí)間。從那時(shí)起，我們公司的產(chǎn)品已經(jīng)在數(shù)個航天任務(wù)中使用過，包括阿波羅11號，它將人類首次送上月球。憑借我們在太空飛行方面的悠久歷史經(jīng)驗(yàn)，德州儀器公司不斷為航天生態(tài)系統(tǒng)帶來新產(chǎn)品。

　　前文提到的學(xué)生團(tuán)隊(duì)，連同德州航天技術(shù)應(yīng)用與研究項(xiàng)目，以及德克薩斯A&M大學(xué)的電子系統(tǒng)工程技術(shù)計(jì)劃，都參與過航天項(xiàng)目。除了Hermes和Strata-1之外，Vince和Dakotah之前還建造了一個太空衛(wèi)星通信系統(tǒng)來進(jìn)行近地軌道研究，Alexis幫助優(yōu)化了機(jī)器人的電子和機(jī)械系統(tǒng)，以便于它在火星上漫步 – 所有這些系統(tǒng)都采用了德州儀器的產(chǎn)品。通過我們的大學(xué)計(jì)劃，我們?yōu)槿虻墓こ虒I(yè)的教育者、研究員和學(xué)生提供支持，并將TI模擬和嵌入式處理技術(shù)融入到工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)中。

　　Vince說：“從事這些影響深遠(yuǎn)的事情真是不可思議。最后從Strata-1獲得這些照片時(shí)，科學(xué)家們都感到異常興奮和激動。有許多理論他們還無法進(jìn)行論證，我們很高興能夠參與其中，幫助他們進(jìn)入下一個重大發(fā)現(xiàn)的階段?！?/p>