Die überraschende Entwicklung der Deep Space Missionen

Raumschiff
könnte bald eine anspruchsvolle mathematische Algorithmus nutzen, die simuliert
Evolution, die besten Wege zu fernen Planeten und Kometen zu finden.

Ingenieure
an der University of Missouri zwickte einen mathematischen Ansatz namens "differentielle
Evolution"so dass es schnell und effizient funktioniert die beste Vorgehensweise zu plotten
für Roboter Weltraum-Missionen.

"Dies
hilft Ihnen, herauszufinden, Flugbahn, Größe bis das Raumfahrzeug, wie viel Kraftstoff benötigt wird,
welche Art von Trägerraketen werden benötigt? alle Antworten, die, denen Sie brauchen, um vor
ins Detail zu gehen Mission,"sagte Craig Kluever, Luft-und Raumfahrt engineer bei
der University of Missouri.

Der mathematische Algorithmus
mögliche Lösungen behandelt als Individuen in einer Population, wählen ein paar jeder
Zeit, um "mutieren" und Züge, dann testen die Mutanten gegen tauschen
die bisherigen Lösungen. Die besten Lösungen als Sieger hervor und überleben zum nächsten
Generation, wo der Vorgang immer wieder wiederholen kann.

Anwendung
Dieser Ansatz zur Berechnung des Raumschiff-Trajektorien ist "nicht neu, aber es ist
Fang an,"sagte Aaron
Olds, einem ehemaligen MU grad
Schüler, die mit Kluever gearbeitet. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) gesponsert, zwei
Studien, die differenzierte Entwicklung mit anderen Methoden eine Studie im Vergleich
als differenzielle Entwicklung am besten, während die andere Studie fand seine
die Performance ist nur durchschnittlich.

Dies
Widerspruch in Erfolg ist entstanden, weil die ESA-Forscher verschiedene verwendet
Zahlen für die Bevölkerungsgröße, Mutationsrate und die Wahrscheinlichkeit von Merkmalen
Crossing-Over zwischen Lösungen. Kluever und Olds eingesetzt, um die besten zu finden
Zahlen für die Berechnung der Raumsonden Flugbahnen.

Sie
Feinabstimmung den Algorithmus durch ausprobieren in einem Softwareprogramm gegen vier Räume
Einsatzszenarien einschließlich der komplexen 1997 Cassini-mission
zum Saturn, die Swing-bys von Erde, Venus und Jupiter, sowie so tief beteiligt
Raum-Manöver.

"Die"
Cassini-Ergebnisse waren eigentlich sehr nahe was tatsächlich geflogen war "
Kluever festgestellt. "Viele der Veranstaltungszeiten und Vorbeiflüge waren direkt am selben Tag
oder nur aus, um einen Tag."

Viele von den
beste Lösungen für Cassini geschah genau während der Mission da nicht
der realen Welt Einschränkungen. Z. B. möglicherweise eine geplante Kurskorrektur
wurde verschoben, da die Einsatzführung hatte Probleme bei der Kommunikation mit den
Cassini-Sonde.

So real
Einschränkungen der Welt spielt eine Rolle in jeder realen Missionen, aber das differential
Evolution-Algorithmus ignoriert sie einfach. Kluever und Olds denke, der Ansatz
kann Hilfe Mission Planer am besten, die zukünftige Missionen zu fernen design
Ziele innerhalb des Sonnensystems.

Olds
wies auf den letzten? Missionen, die ein wenig mehr Rechenleistung erfordern?
wie die International Rosetta-Mission, die ein Komet jagen und setzen
ein Lander auf der Oberfläche bis zum Jahr 2014. Rosetta? s komplexe Flugbahn hat bereits
inklusive zwei
Swing-bys der Erde und des Mars, mit einer endgültigen Erde Swingby geplant
2009 vor den Raumschiff-Köpfe für ihren endgültigen Bestimmungsort.

Das differential
Evolution-Ansatz könnte auch auf künftige Missionen wie z. B. eine bemannte Mission zutreffen.
zum Mars, welche Kluever und Olds verwendet als ein Szenario zur Feinabstimmung der
Algorithmus.

Mission Planer verwenden derzeit eine Vielzahl von
Tools, darunter ein? designorientierte? Ansatz, wo erfahrene Analysten eine optimal
denke für Raumsonden Flugbahnen vor Berechnungen, Olds, sagte. Er und
Kluever Hoffnung, die Agenturen space wird weiterhin auf der Suche in differential
Entwicklung.

"Ich
denke, es wäre schön, wenn die NASA möchte es in ihrem Werkzeugkasten"sagte
Kluever. "Es wird kein Ersatz, aber Sie blickt auf eine
Problem aus einem anderen Blickwinkel."

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