在航天器工程领域采用增强现实技术完成航天器组装

在美国宇航局戈达德太空飞行中心，增强现实技术和机器人技术正在通过提高精度和效率来彻底改变罗马（Roman）太空望远镜的组装，从而在建造过程中节省大量时间和成本。

增强现实工具帮助技术人员提高了精确度，并节省了在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心组装的罗马太空望远镜的健康检查时间。

比如，在将罗马推进系统的数字模型操纵到真实的望远镜结构中，发现计划中的设计不适合现有的布线。这一发现就有助于避免重建任何部件。

戈达德研究增强现实项目的研发团队表示，未来更广泛的采用，可能会节省数周的施工时间和数十万美元。

创新的航天器装配技术

在美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心，技术人员配备了先进的测量设备、增强现实耳机和二维码，在建造或移动一些罗马太空望远镜结构之前，他们实际上先行检查了它们的结构是否合适。

美国宇航局戈达德工程师罗恩·格伦说：“我们已经能够比以前的技术更快、更准确地在3D空间中放置传感器、安装接口和其他航天器硬件。这对任何项目的成本和进度都是一个巨大的好处。”

将数字模型投射到现实世界中，使技术人员能够对齐部件并寻找它们之间潜在的干扰。AR平视显示器还可以精确定位飞行硬件，以进行装配，精度可达千分之一英寸。

航天器增强现实技术的进展

格伦说，他的团队利用美国国家航空航天局的内部研究与开发项目，不断寻找新的方法来改进美国航空航天局如何在NASA戈达德的一个项目中使用AR技术建造航天器。

格伦说，这个团队取得的成就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AR开发增强装配解决方案，并找出我们是否可以减少昂贵的制造时间。我们发现，团队可以做得更多。”

增强现实和机器人技术提高效率

例如，工程师们使用机械臂进行精确测量和3D激光扫描，绘制了罗马望远镜的复杂线束和航天器结构内部的体积。

团队工程师埃里克·布龙（EricBrune）说:“我们将罗马望远镜的推进组件的虚拟模型放入框架中，发现了它与现有线束干扰的地方。在建造推进组件之前对其进行调整，使任务避免了昂贵和耗时的延误。”

罗马望远镜的推进系统在今年早些时候成功集成。

考虑到设计、建造、移动、重新设计和重建所需的时间，布龙补充说，他们的工作节省了许多工程师和技术人员的工作日。

“我们已经确定了这些技术组合的许多额外好处，”团队工程师亚伦·桑福德（AaronSanford）说。“其他地区的合作伙伴可以直接通过技术人员的角度进行合作。使用QR码进行元数据存储和文档传输增加了另一层效率，使您可以在指尖快速访问相关信息。开发用于逆向工程和高级结构的增强现实技术开辟了许多可能性，例如培训和文档。”

未来的应用和成本节约

这些技术使零件和组件的3D设计可以从远程位置共享或虚拟传递。它们还可以实现移动和安装结构的干跑，并帮助在零件建造后捕获精确的测量值，以便与设计进行比较。

桑福德说，添加精密激光跟踪器也可以消除创建复杂的物理模板的需要，以确保组件准确地安装在精确的位置和方向上。甚至一些细节，比如技术人员是否可以在结构内部伸出手臂来转动螺栓或操纵零件，都可以在施工前通过增强现实技术计算出来。

在施工过程中，戴着耳机的工程师可以使用手势参考重要信息，比如单个螺栓的扭矩规格。事实上，工程师可以做到这一点，而不必停下来在另一个设备或纸质文件中查找信息。

在未来，该团队希望帮助集成各种组件，进行检查，并记录最终的构造。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：“这将帮助我们快速生产航天器和仪器，节省数周时间，可能节省数十万美元。这使我们能够将资源返还给该机构，以开发新的任务。”

该项目是NASA戈达德2024财年中心创新基金投资组合的一部分。该中心创新基金隶属于NASA的空间技术任务理事会，在解决NASA和国家的技术需求的同时，刺激和鼓励NASA各中心的创造力和创新。

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