Czechia








 Jak NASA vyřešila miliónový problém
Před několika lety inženýři NASA zjistili, že raketa Ares má zásadní konstrukční chybu, která ohrožuje celý projekt Constellation. Náklady na odstranění propočítali na stovky miliónů dolarů a začali se smiřovat s myšlenkou, že řešení zabere léta. Pak někdo přišel s nápadem a stálo to jako jedna večeře v restauraci.

 

 

Zvětšit obrázek
Ares1: Kredit NASA

Problém rakety Ares 1 nebyl v jejím nosiči nebo počítačích, ale v běžných fyzikálních zákonitostech. Jak nosná raketa na pevná paliva během závěrečné fáze startu dohořívá, s úbytkem hmotnosti vibruje se stále větší intenzitou. Kmity se přenášejí i na modul s posádkou. A jsou tak velké, že při nich astronouti nemohou číst údaje z digitálních displejů. Nemohou-li číst, nemohou ani dělat svou práci, a tak by celá mise byla zbytečná.


Pro řešení podobných problémů má NASA Divizi lidských faktorů (Human Factors division), v níž pracují experti na lidské chování, psychiku, výkonnost ve stížených podmínkách,... Ve skutečnosti to byli oni, kdo před půl stoletím provedli vibrační testy u projektu Gemini. Tenkrát ale informací z čidel nebylo mnoho a zobrazovaly se analogovými ukazateli. Nikdo netušil, že přechod na displeje přivodí takový problém. Logika věci velela hledat nápravu v úpravě sedaček.

 

VIDEO: Start rakety Ares I-X (2009). Kredit: NASA

 

 

 

Zvětšit obrázek
Gemini. Kredit: NASA

Začalo se s převládajícím směrem kmitání - s vertikálními vibracemi. Rezonanční frekvence rakety byla vypočtena na 12 Hz s hraničními hodnotami 10 Hz a 13Hz. Pro testy s lidmi bylo třeba zhotovit zařízení, které by otřesy imitovalo. Naštěstí se ukázalo, že taková technika je již k mání - v zábavních parcích, kde třese s křesly návštěvníků v simulátorech pilotních kabin. Jenže spolu s nabíráním rychlosti rakety nepůsobí na posádku jen chvění, ale i gravitace a zrychlení okolo 4 g. Zatlačení hlav do drnčících lehátek by znamenalo jediné - místo odečítání dat z displejů by akorát tak mohli dolů hlásit: “Houstone, máme tu problém”. Ani ta největší čísla by totiž nebyli schopni přečíst. A tak technici začali propočítávat parametry pružin, tlumičů kmitů a zvažovali použít i vyrovnávací kyvadélka a motorky. Odhady nákladů se šplhaly na stovky milionů dolarů a vše se jevilo jako momentálně nepřekonatelná překážka, která si vyžádá několik let vývoje a zkoušek navíc. I v našem tisku Antonín Vítek psal že potlačení vibrací si vyžaduje vyvinutí speciálního otřesy tlumícího systému, který však zvýší váhu startující rakety a že se to promítne do její snížené nosnosti.


 

Zvětšit obrázek
Modul Orion měla do kosmu vynést právě raketa Ares I, která je první novou raketou, kterou odborníci z NASA navrhli a v testovací verzi Ares I-X vyrobili za posledních třicet let. (Kredit: NASA)

Pak ale výzkumníci z Vibrační laboratoře NASA přišli s nápadem synchronizace vibrací se zobrazováním na displeji. Koupili za pár dolarů součástky, připojili je k obrazovce a nastavili zobrazování obrázků s prodlevou 12 Hz. A ono to fungovalo! Tedy skoro.
Čitelnost byla podstatně lepší, ale stále nebyla dokonalá. Sedačka vibrovala na 12 Hz, stejně taková byla i frekvence obrázků na obrazovce, jenže se nedařilo obě “třepání” synchronizovat dokonale. Psaný text již rozpoznat šel, ale vypadalo to, jako by plaval. Stačilo ale nápad vylepšit o několik akcelerometrů připevněných k sedačce a s jejich pomocí vibrace precizně synchronizovat s posíláním obrázků na displej. A hned byl obraz křišťálově čistý. A náklady? Nepatrný zlomek toho, s čím se počítalo.


I když pokračování vývoje rakety Ares I (Ares I-X byla testovací verze s letem na nízkou oběžnou dráhu) bylo odloženo na neurčito, vyřešený problém s jejími chvějícími se motory určitě najde uplatnění v příštím letu do vesmíru s lidskou posádkou, ať už se projekt NASA bude jmenovat jakkoliv. S problikávajícími obrazovkami se s velkou pravděpodobností začneme setkávat i jinde než jen v raketách. Problém se čtením roztřepaných čísel znají i osádky vrtulníků, letadel, rychlých člunů,... Není divu, že si NASA nápad nechala patentovat.

 

VIDEO: Centrifuga v Goddardově vesmírném centru s vesmirným teleskopem JWST

 


Prameny: NASA, Brent Rose: “How NASA Solved a 100 Million Dollar Problem for Five Bucks

 


 


Autor: Jan Bílek
Datum:05.02.2012 v 02:46

Vytisknout článek               Poslat článek emailem

Související články:

Jak se z grafenu dělá dotykový displej     Autor: Dagmar Gregorová

Volant s dotykovým displejem     Autor: Josef Pazdera

Toyota představila okna automobilů s dotykovým displejem     Autor: Josef Pazdera


Diskuze:

Krtek a raketa - DVD - Miler Zdeněk
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 79 Kč
cena: 70 Kč
Krtek a raketa - DVD
Miler Zdeněk
Oto Otépka
sponzor








Vypsat celou diskuzi
Zpět

od:Max Payne

Osobny nazor

ze IBA raketovy pohon sa pri vyzkume kozmu pouziva len preto aby bol taky drahy a pristupny len loajalnym elite.

na nizku orbitu sa da dostat aj balonom, len to netrva taku chvilku


Zobrazení reakcí:
Pro vstup do diskuse je třeba být přihlášen
Email: Heslo:
Nový účet nebo zaslání zapomenutého hesla je možno vyřídit zde