洛克希德·马丁用HoloLens加速阿尔忒弥斯建造猎户座宇宙飞船
帮助人类重返深空
(映维网Nweon 2021年01月27日)阿尔忒弥斯是阿波罗的孪生姐妹,同时是美国宇航局一项太空计划的代号:重返月球并开启火星的太空旅行。洛克希德·马丁目前正在制造Orion猎户座航天器。这是最先进的深空飞行器之一,并将在宇航员离开地球轨道时保护他们。建造过程非常具有挑战性,因为猎户座需要为极端的太空旅行做好准备,而这需要非常高的精度。
洛克希德·马丁意识到,它需要混合现实来满足一系列的需求并帮助简化教学交付。所以,公司决定使用微软HoloLens 2。
几十年来,外太空一直是人类最为憧憬的领域之一。20世纪五六十年代的太空竞赛激发了科学家、工程师、数学家和其他专家的创造力,并创造出了九次前往月球,空间站的建立,以及100多次航天飞机任务。
现在,美国宇航局和美国白宫已经启动了阿尔忒弥斯计划,目的是帮助人类重返深空。
洛克希德·马丁公司正在寻找降低成本、提高为阿尔忒弥斯建造猎户座宇宙飞船速度的方法。团队决定使用尖端的增强现实技术来帮助工程师和技术人员最大限度地提高团队的效率。目前,公司正在使用微软HoloLens 2,并与混合现实解决方案提供商Scope AR进行合作。
1. 阿尔忒弥斯、猎户座和太空旅行的未来
阿尔忒弥斯计划的一个目标是在2024年前帮助第一位女性和下一位男性登上月球。在这次旅行中收集的情报将推动太空探索的下一个重大步骤:人类飞往火星。
但将宇航员运送到目的地是一项挑战。在地球轨道之外飞行的航天器需要可靠和广泛的技术来保护太空中的宇航员。为航天器制定安全措施需要大量资源和极高的精度。运载工具的每个部分主要用于保护宇航员免受空间辐射、热量和真空的影响。如果其中一个部件不能正常工作,这可能会给任务和宇航员带来毁灭性的灾难。
所以,工程师需要在狭小的空间内进行复杂的说明和测量,以确保其所有工作都在规定的范围内。然而,在航天器建造现场使用笔记本电脑或平板电脑等设备有时会带来带来问题。
洛克希德·马丁的增强现实和混合现实技术首席研究员雪莱·彼得森(Shelley Peterson)将纸张或笔记本电脑等项目称为“矩形数据”,这对于在狭小的太空舱中工作并不理想。它们不仅会妨碍工程师工作,而且不允许工程师在工作时快速参考测量值或说明。为了解决这个问题,洛克希德·马丁正在寻找能够帮助工程师在狭小空间工作的技术。
彼得森认为HoloLens和MR技术有机会缓解狭小空间对计算机或大型设备的需求,因为它能够在混合现实环境中叠加数字内容。
彼得森表示:“我们早在2011年和2010年就开始研究技术。但当真正的增强现实设备开始出现时,我们注意到了一个很大的不同:当你可以在3D空间中参考房间中的对象,一切会变得更加高效。”
2. 使用HoloLens和AR简化猎户座的工作
当洛克希德·马丁考虑将MR技术作为制造解决方案的一部分时,有人选择了怀疑态度。以前使用这项技术的实例在高性能制造领域并不高效。在考虑了几种设备并看到了微软令人印象深刻的演示后,洛克希德·马丁决定选择微软HoloLens 2。
彼得森指出:“选择从一开始就非常顺利。我们为HoloLens 2的制造活动建立了一个场景,并在一天内完成了第一次演示。我们从一开始就对它的稳定性和工作方式印象深刻。”
随着洛克希德·马丁开始在猎户座建造项目中使用HoloLens及其软件,团队发现时间和精度方面有了重大改进。
彼得森指出:“猎户座飞船有57000个紧固件。通常情况下,技术人员必须单独测量和放置部件。在混合现实的情况下,他们可以看到紧固件的数字版本,因此他们确切地知道将其放置在何处。我们节省了大约90%的触碰动作。原本8小时的位置标志可以在45分钟内完成,或者说8个班次的时间可以在6个小时内完成。”
这种改进转化为日常任务,如钻孔程序、扭矩应用和基于步骤的活动,如装配和安装乘员座椅以及构建隔热罩骨架。彼得森表示,对于每一项制造活动,HoloLens和AR/MR技术都可以提供设计、质量保证、检查和测试的单一场景。
同样,出错的风险大大降低。彼得森说到:“在过去三年中,我们在车间使用HoloLens时没有出现一个错误,这非常重要。”
洛克希德·马丁的混合现实解决方案使用了微软合作伙伴Scope AR开发的技术。Scope AR的Worklink平台旨在帮助一线员工能够使用面向远程协助和指导工作说明的应用,从而实现更少的错误和更有效地工作。
HoloLens帮助洛克希德·马丁在猎户座制造生命周期的每个阶段提高效率。这为建造者和工程师带来了新的、更深入的培训工具和资源。
3. 太空旅行的未来依赖于地球上最先进的工具
阿尔忒弥斯 1的首次飞行将在无人情况下绕月飞行,阿尔忒弥斯 2号则在满员的情况下绕月飞行。最后,阿尔忒弥斯 3将装载机组人员于2024年登陆月球。在完成了更可持续的阿尔忒弥斯登月任务后,美国航天局的梦想是将人类带到火星:这是一个从未实现过的目标。
洛克希德·马丁的工程师正在建设太空旅行的未来。借助增强现实技术和HoloLens,公司可以减少对构造和错误管理细节的关注,而更多地关注设计和增强下一代深空旅行的能力。