NASA推出航天器工程增强现实技术 大大节省时间和成本

戈达德太空飞行中心的美国国家航空航天局（NASA）技术人员正在使用先进的 AR 头戴式设备和其他技术来改进罗曼太空望远镜的组装过程。这种方法可以精确对齐零件，节省时间并降低成本。AR、二维码和机器人技术的整合不仅简化了施工过程，还促进了远程协作，提高了安装精度。资料来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

• 位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心正在组装罗曼太空望远镜，增强现实工具帮助技术人员提高了装配检查的准确性并节省了时间。

• 有一次，将罗曼推进系统的数字模型操纵到真实的望远镜结构中，发现计划的设计无法与现有的线路相匹配。这一发现有助于避免重建任何组件。

• 戈达德负责该 AR 项目的研发团队认为，未来更广泛地采用该技术可能会节省数周的施工时间和数十万美元。

这张照片拍摄于2024年2月29日，在位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心，工程师和技术人员正在将罗曼太空望远镜的推进系统放置在航天器总线下。工程师们使用增强现实工具为组装做准备。图片来源：NASA/Chris Gunn

创新航天器组装技术

在马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心，技术人员使用先进的测量设备、增强现实头盔和二维码，在建造或移动一些罗曼太空望远镜结构之前，虚拟检查这些结构是否合适。

"与以前的技术相比，我们能够更快、更准确地在三维空间中放置传感器、安装接口和其他航天器硬件，"NASA戈达德工程师罗恩-格伦（Ron Glenn）说。"这对任何项目的成本和进度都大有裨益"。

通过将数字模型投射到现实世界，技术人员可以对齐零件并查找它们之间可能存在的干扰。此外，AR 平视显示器还能精确定位飞行硬件的装配位置，精度可达千分之一英寸。

在位于马里兰州格林贝尔特的美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心最大的洁净室里，工程师们戴着增强现实头盔，在脚手架设计搭建之前测试其位置，以确保准确安装。资料来源：美国国家航空航天局

航天器增强现实技术的进步

格伦说，他的团队利用美国国家航空航天局（NASA）的内部研发计划，在美国国家航空航天局戈达德分局（NASA Goddard）的一个帮助罗曼建造飞船的项目中，不断寻找新的方法来改进 NASA 利用 AR 技术建造飞船的方式。

团队取得的成果远远超过了他们最初想要证明的。他说："最初的项目目标是利用增强现实技术开发增强型装配解决方案，并找出我们是否可以消除昂贵的制造时间。我们发现团队可以做得更多。"

利用 AR 和机器人技术提高效率

例如，工程师使用机械臂进行精确测量和三维激光扫描，绘制了罗曼号复杂的线束和航天器结构内的体积。

团队工程师埃里克-布鲁内（Eric Brune）说："将罗曼推进器组件的虚拟模型操纵到该框架中，我们发现了它与现有线束相互干扰的地方。在制造推进器组件之前对其进行调整，使任务避免了昂贵而耗时的延误。

罗曼号的推进系统已于今年早些时候成功集成。Brune 补充说，考虑到设计、建造、移动、重新设计和重建所需的时间，他们的工作为多名工程师和技术人员节省了许多工作日。

团队工程师亚伦-桑福德（Aaron Sanford）说："我们发现了这些技术组合的许多额外优势。其他地点的合作伙伴可以直接通过技术人员的视角进行协作。使用 QR 码进行元数据存储和文件传输又增加了一层效率，使相关信息的快速访问触手可及。为逆向工程和先进结构开发 AR 技术开辟了培训和文档编制等多种可能性"。

罗曼太空望远镜是美国国家航空航天局的一项任务，旨在探索暗能量、系外行星和红外天体物理学。

罗曼号计划于 2027 年 5 月发射。它配备了强大的望远镜和先进的仪器，旨在揭开宇宙的神秘面纱，扩大我们对宇宙现象的了解。资料来源：美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心

未来应用和成本节约

通过这些技术，可以共享部件和装配的三维设计，或从远程位置进行虚拟移交。这些技术还可以实现移动和安装结构的试运行，并有助于在部件制造完成后捕捉精确的测量结果，以便与设计进行比较。

桑福德说，加入精密激光跟踪器后，就无需再制作复杂的物理模板，以确保部件准确安装在精确的位置和方向上。甚至连技术人员是否能在结构内部伸出手臂转动螺栓或操作部件等细节，都可以在施工前通过增强现实技术解决。

在施工过程中，佩戴耳麦的工程师可以通过手势参考重要信息，如各个螺栓的扭矩规格。事实上，工程师可以做到这一点，而无需停下来在其他设备或纸质文件中查找信息。

未来，该团队希望能够帮助整合各种组件、进行检查并记录最终施工情况。桑福德说："这是一种文化转变。采用这些新工具需要时间"。

格伦说："它将帮助我们快速生产航天器和仪器，节省数周时间，并可能节省数十万美元。这使我们能够将资源返还给机构，以开发新的任务"。

该项目是美国国家航空航天局 2024 财年戈达德中心创新基金项目组合的一部分。中心创新基金隶属于美国宇航局空间技术任务局，旨在激发和鼓励美国宇航局各中心的创造力和创新力，同时满足美国宇航局和国家的技术需求。

编译自/scitechdaily