ايتنا - RFID به فضا می‌رود

آژانس فضایی از تگ‌های حسگر RFID فعال برای انتقال داده‌ها به یک خواننده و یک کامپیوتر، که می‌توان در آن اطلاعاتی را به منظور تعیین سطوح صدا وارتعاشات تولید شده به سبب پرتاب موشک مورد بررسی قرار داد، استفاده می‌کند.

به گزارش ایتنا به نقل از مجله RFID، آژانس ملی فضانوردی و فضا (ناسا) از سیستم‌های شناسایی فرکانس برای گرفتن اطلاعات مربوط به لرزش، و همچنین انتشار آکوستیک که باعث ارتعاش در پرتاب شاتل فضایی و موشک می‌شود در مرکز فضایی کندی فلوریدا (KSC) و ایستگاه نیروی هوایی کیپ کاناورال، در پایگاه نیروی هوایی واقع شده، استفاده می‌کند.

راه‌حل ارائه شده توسط شرکت حسگرهای بی‌سیم MicroStrain، شامل تگ‌های RFID فعال ۲.۴ گیگاهرتزی با سنسورهای داخلی است که ارتعاشات ایجاد شده در مناطق مختلف اطراف سکوی پرتاب درطی پرتاب را دریافت می‌کند.

ناسا می‌تواند از این داده‌ها برای به‌دست آوردن درک بیشتری از امواج صوتی ساطع شده به موجب یک پرتاب استفاده کند و هرگونه آسیب بالقوه را که امواج صدا ممکن است به تجهیزات و سازه‌های موجود در محدوده وارد کنند، بهتر پیش‌بینی کند.

در آینده، آژانس فضایی ممکن است تگ‌های دارای سنسور فشار بر ظروف سوخت قرار دهد و یا در حرکت تراکتورهای غول‌پیکر به نام وسایل نقلیه خزنده که راکت‌ها را به سوی سکوی پرتاب حرکت می‌دهند، استفاده کند.

Rudy WerlinkوRavi Margasahayam مهندسین هوافضای ناسا در ابتدا سیستم‌های بی‌سیم را در اوایل امسال، هنگامی که سفینه‌های فضایی برای آخرین بار در مرکز فضایی کندی به فضا پرتاب شد، آزمایش کردند. هرچند این دو نفر همچنان از این سیستم در کیپ کاناورال، که در آن پرتاب‌های موشکی وزارت دفاع آمریکا، به طور منظم برنامه‌ریزی شده، استفاده می‌کنند.

ناسا دهه‌ها، بر سطح صدا، لرزش و تنش متراکم که می‌تواند از عواقب پرتاب موشک باشد، نظارت کرده است. پیش بینی صدای ایجاد شده که زمان پرتاب موشک از نازل موشک خارج و با هوای محیط مخلوط می‌شود،دشوار می باشد.

Margasahayamتوضیح داد، میزانی از کرنش که منجر به لرزش جایگاه در نزدیکی سازه‌ها می‌شود، می تواند در نقطه‌ای که آسیب دیده به طور بالقوه رخ دهد.

او می‌گوید: " ایده این است که تجهیزات زمینی و سازه‌های امن، قابل اعتماد و عملیاتی را بسازیم" . هر چند مقدار زیادی از ساختارها و تجهیزات، به خاطر گستردگی و پخش بودن در سراسر زمین، این کار را مشکل می‌سازد.

محققان نمی‌توانند خود، برای آزمایش در لحظه پرتاب که ممکن است خطرناک نیز باشد، حضور داشته باشند، بنابراین باید از سنسورها استفاده کرد. مهندسین ناسا در محل سوار کردن حسگرها به خصوص در مورد سنسورهای سیمی، محدودیت دارند.

Margasahayam می گوید: "مانمی‌توانیم سنسورها را هرجایی که می خواهیم نصب کنیم، سیم‌ها ممکن است به دلیل شرایط سخت پرتاب موشک آسیب ببینند،علاوه براین، سیم‌های طولانی می‌توانند در کیفیت داده‌ها تاثیرگذار باشند". سایت فلوریدا مطرح کرد نه تنها خطرات مکانیکی، بلکه عوامل محیطی نیز بی‌تاثیر نیستند برای مثال سیم‌های متصل به تجهیزات دوربین‌ که توسط اعضای مطبوعات استفاده می‌شود توسط تمساح‌ها مورد حمله قرار گرفته‌اند.

با استفاده از راه‌حل بی‌سیم MicroStrain، سنسور می تواند عملا در هرجایی قرارگیرد، و پس از آن اطلاعات را به یک ایستگاه پایه جمع‌آوری داده‌ها در داخل یک ساختمان انتقال دهد که این ساختمان یک خط دید خوب برای سنسورها، به منظور به‌حداکثر رساندن محدوده خواندن سیستم دارد. اگرچه هر سنسور یک باتری داخلی دارد اما مهندسین ترجیح می‌دهند که تراشه‌ها برای افزایش طول عمر سرویس‌دهی به یک باتری اضافی توسط یک سیم کوتاه وصل باشند.

داده‌ها همچنین می‌تواند به یک سرور مبتنی بر وب به‌ نام SensorCloud از طریق اتصال به اترنت فرستاده شوند.

هرچند ناسا در حال حاضر از اترنت استفاده نمی کند اما Reader سیم‌کشی شده به کامپیوتری که با نرم‌افزار MicroStrain بارگذاری شده می‌تواند این اطلاعات را جمع‌آوری و ذخیره کند.

داده‌ها را نرم‌افزار MicroStrain ذخیره کرده‌ و آن را در یک منطقه امن آپلود می‌کند و (می‌تواند پیرو یک پرتاب دوباره در دسترس باشد) پس از آن نتایج را می‌توان تجزیه و تحلیل کرد.

هر سنسور MicroStrain شامل یک تگ فعال ۲.۴ گیگاهرتزی است که با استفاده از پروتکل رابط هوایی ۸۰۲.۱۵.۴ IEEE (استانداردی که ZigBee پایه‌گذاری کرده) تا فاصله بالای ۲ کیلومتر(۱.۲ مایل) انتقال می‌دهد.

تگ ، داده‌های حسگر را دریافت و آن اطلاعات را ۲۵۶ بار در ثانیه انتقال می‌دهد.

ناسا برای اولین بار این سیستم را در طول راه‌اندازی ماموریت ۱۳۴-STS شاتل فضایی Endeavour و ماموریتSTS-۱۳۵ شاتل فضایی Atlantis که در مرکز فضایی کندی در ماه مه و ژوئیه امسال رخ داده‌است مورد استفاده قرارداده است.

در هر دو مورد، ناسا از سه سنسور MicroStrain نصب شده بر روی صفحه آلومینیومی، که حدود ۷.۰۰۰ فوت از محل پرتاب A۳۹ در سکوی (KSC، سکوی پرتاب دیگر-سکوی B۳۹، که در آن زمان غیرفعال بود) قرار داده شده، استفاده کرد. در این مورد، Margasahayam می‌گوید: محققان می‌توانند ارتعاشات صدایی را در یک منطقه میدان دور که تحت تاثیر آکوستیک بر روی سازه‌های مورد علاقه آنهاست مطالعه کنند.
Todd Nordblom کارمند و متخصص نرم‌افزارهای MicroStrain می‌گوید: ریدرها در یک ساختمان خارجی واقع در ۲۰۰ فوتی سنسورها نصب شده‌اند.

از آنجا که هیچ‌کس نمیتواند چند روز پس از پرتاب به سایت نزدیک شود سنسورها به جمع‌آوری داده‌ها به مدت سه تا پنج روز ادامه می‌دهند و کامپیوتر را با حدود ۳ گیگابایت از داده‌ها بارگذاری می‌کنند. هنگامی که کامپیوتر بازیابی شد، اطلاعات جمع‌اوری شده به سرور SensorCloud فرستاده می‌شود، جایی که در آن مهندسان MicroStrain و محققان ناسا، الگوریتم‌ها را برای نمایش اطلاعات و گرفتن داده‌های آستانه کلیدی از جمله زمانی که لرزش‌ها به سطوح خاصی در لحظه پرتاب می‌رسد را توسعه داده‌اند.

محققان ناسا از سطح ارتعاش برای تست کالا(ورق آلومینیوم) به منظور محاسبه اوج بارهای آکوستیک تخمین زده استفاده کردند. داده‌ها نسبت به برآوردهای قبلی میزان آکوستیک دور‌میدان به منظور تعیین دقت آنها مقایسه شده، Margasahaysam گفت: بر اساس آزمون معتبر داده‌ها و تجزیه و تحلیل ناسا، نتایج، ارتباط خوبی را نشان داد.

گروه تحقیقاتی ناسا در حال حاضرحداکثر بارهای آکوستیک برآورده شده در انواع فاصله ها از سکوی پرتاب را بررسی می کند و آن اطلاعا ت را نسبت به تخمین قبلی برای تعیین سطح دقت و صحت مقایسه می‌کند.
اخیرا ، محققان در کیپ کاناورال طی پرتاب فضاپیما GRAIL آژانس، در روز ۱۰ سپتامبر، آرایه‌ای از سنسورها را حدود ۱۴.۰۰۰ متر قرار دادند. Margasahayam می گوید: با گرفتن سطح ارتعاش، او می تواند سطوح آکوستیکی که موجب ارتعاش شده را محاسبه نماید.

بر اساس گفته‌های Margasahayam، گام بعدی استفاده از تگ‌ دارای سنسور فشار (به جای سنسور ارتعاش) برای اندازه‌گیری میزان تغییر شکل ظروف شناخته‌شده با نام لوله‌های فشار مرکب بیش از حد پیچیده(COPV)، برای ذخیره مایعات تحت فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد.او می‌گوید: شکست این سیستم‌ها تهدیدی قابل توجه برای امنیت ماموریت است.

علاوه‌بر‌این، حسگرها ممکن است در مجاورت نزدیک به سکوی پرتاب استفاده شوند. در حال حاضر، نگرانی این است که انتقال امواج رادیویی تگ‌های حسگر می‌تواند با ارتباطات بین فضانوردان و کنترل زمینی، مانند شروع شمارش معکوس تداخل ایجاد کند.
با این حال او می‌گوید: "این تکنولوژی می‌تواند به سیستم آموزش از راه دور برای متوقف کردن انتقال طی شمارش معکوس (بلافاصله قبل از شروع پرتاب) اصلاح شود.