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    Conozca el software de código abierto que impulsa el helicóptero Ingenuity Mars de la NASA

    Esta ilustración muestra la nave espacial Lunar Flashlight, un CubeSat de seis unidades diseñado para buscar hielo en la superficie de la Luna utilizando láseres especiales. F Prime está programado para ejecutarse tanto en este proyecto como en Near-Earth Asteroid Scout CubeSat. Crédito:NASA / JPL-Caltech

    Cuando el helicóptero Ingenuity Mars de la NASA sobrevoló el Planeta Rojo el 19 de abril en su viaje inaugural, el momento fue aclamado como la primera instancia de potencia, vuelo controlado en otro planeta. Descubriendo cómo volar en Marte, donde el aire es delgado pero la gravedad es aproximadamente un tercio de la de la Tierra, tomó años de trabajo. Junto con el desafío de desarrollar un oficio que estuviera a la altura de la tarea, la misión necesitaba software para hacer posibles los vuelos sin precedentes.

    Entonces recurrieron a F Prime, un reutilizable, marco de software de vuelo multimisión diseñado para CubeSats, pequeña nave espacial, e instrumentos. El programa fue desarrollado inicialmente en 2013 por un equipo dirigido por Tim Canham en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California con el objetivo de crear un bajo costo, portátil, Opción de arquitectura de software flexible que permitiría que los componentes escritos para una aplicación se reutilicen fácilmente en otras aplicaciones y se ejecuten en una variedad de procesadores.

    En 2017, el equipo presionó para que F Prime se lanzara como código abierto, lo que significa que cualquiera puede acceder libremente al código fuente del software, permitiendo colaboradores externos, universidades y el público en general para utilizar el marco en sus propios proyectos. Es uno de los cientos de códigos que la NASA pone a disposición del público de forma gratuita. tanto como de código abierto como a través de su catálogo de software.

    "F Prime ha permitido muchos de los objetivos que teníamos en JPL para diseñar una arquitectura de vuelo multimisión verdaderamente reutilizable con la ventaja adicional de la colaboración de código abierto y la visibilidad que ofrece el proyecto Mars Helicopter, "Canham dijo." Es una especie de victoria de código abierto, porque estamos volando un sistema operativo de código abierto y un marco de software de vuelo de código abierto, y repuestos comerciales voladores que puede comprar en el estante, si quisiera hacerlo usted mismo algún día ". (El helicóptero lleva una combinación de componentes personalizados y listos para usar, muchos del mundo de la tecnología de los teléfonos celulares, incluidas sus dos cámaras).

    Esta secuencia de imágenes, tomada el 22 de mayo, 2021, por la cámara de navegación a bordo del helicóptero Ingenuity Mars de la NASA:muestra los últimos 29 segundos del sexto vuelo de la aeronave. La velocidad de fotogramas es de 3,3 fotogramas por segundo hasta que Ingenuity comenzó su descenso final a la superficie. momento en el que recogió un fotograma cada dos segundos. Crédito:NASA / JPL-Caltech

    Antes del ingenio, F Prime (también escrito como F ') ya había sido puesto a prueba a los pasos de su nave espacial, operando con éxito a bordo del instrumento dispersómetro ISS RapidScat en la Estación Espacial Internacional desde 2014 y ASTERIA CubeSat de JPL en 2017. Mirando hacia el futuro, F Prime está programado para ejecutarse en proyectos que incluyen Lunar Flashlight CubeSat de la NASA, que buscará hielo superficial en los cráteres de la Luna; el Satélite Explorador de Asteroides Cercanos a la Tierra de la agencia, que trazará un mapa de un asteroide; y potencialmente el instrumento Ocean Worlds Life Surveyor de JPL, lo que ayudaría a buscar vida basada en el agua en nuestro sistema solar.

    Aadil Rizvi, Líder de software de vuelo para Lunar Flashlight y NEA Scout en JPL, dice que F Prime proporciona una solución lista para usar para varios servicios de software de vuelo, como mandar, telemetría parámetros, y secuenciación para la nave espacial. También hay una especie de herramienta de "codificación automática" que hace que F Prime sea altamente portátil para usar en todas las misiones.

    "Esto hace que sea bastante fácil colocar un componente de software de algo como Mars Helicopter en el software de vuelo de otra misión, como Lunar Flashlight, o hacer que el componente esté disponible para uso de código abierto por cualquier otra persona que use F Prime, ", Dijo Rizvi." Y es genial que una parte significativa del software utilizado en el helicóptero de Marte sea idéntico al software en otra nave espacial que va a la Luna, o un asteroide, o sentarse en el escritorio de un estudiante ".

    Las universidades ven los beneficios de F Prime

    Desde su debut en código abierto, F Prime ha comenzado a ganar fuerza gradualmente como una opción de software de vuelo útil para proyectos universitarios y de estudiantes.

    En Georgia Tech, un equipo ha incorporado F Prime en su GT1 CubeSat, destinado a servir como un ejercicio educativo que llevará una carga útil de radioaficionado interactiva y automática.

    "Elegimos F Prime después de evaluar varios marcos de software de vuelo, incluida la opción de escribir el nuestro desde cero, "dijo Sterling Peet, Miembro de la facultad de investigación de Georgia Tech y líder de software para GT1. "No tenemos los recursos para crear todo este código desde cero, usar, y probarlo para asegurar los niveles necesarios de confiabilidad internamente. Pero al usar F Prime, podemos aprovechar el legado que tiene y también contribuir con nuestras pruebas y los beneficios relacionados a la comunidad y el proyecto de F Prime ".

    Un equipo dirigido por estudiantes de la Universidad Carnegie Mellon eligió a F Prime para ejecutar su Iris Lunar Rover, un pequeño robot diseñado para probar la viabilidad de los nano-rovers en la exploración planetaria. "Era una opción viable con un vínculo directo con los creadores, así que decidimos usarlo nosotros mismos, ", dijo el subdirector de programas de Iris, Raewyn Duvall.

    F Prime controlará el móvil mientras registra datos y monitorea su salud.

    "El hecho de que sea de código abierto nos brindó una amplia gama de ejemplos para basar nuestros propios módulos y nos permitió usar el foro para obtener respuestas rápidas sin tener que preocuparnos por los posibles cargos del servicio de soporte solo para obtener respuestas a las preguntas que pudimos haber tenido. , "Dijo Duvall.

    El supervisor del grupo de software de vuelo a pequeña escala de JPL, Jeff Levison, ve las asociaciones universitarias como las de Georgia Tech y Carnegie Mellon como una vía de doble sentido:JPL proporciona experiencia en sistemas de vuelo líder en el mundo a ingenieros en ciernes, y luego en la línea, esos futuros ingenieros podrían terminar aportando su talento y un conocimiento práctico de F Prime para comenzar una carrera en JPL.

    "F Prime no es una arquitectura fácil de aprender, por lo que un estudiante que logre dominarlo y crear un proyecto de trabajo sólido claramente tiene un potencial asombroso para una organización como JPL, ", dijo Duvall de Carnegie Mellon." Muchos de nuestros estudiantes que trabajan en Iris que aprendieron F Prime han expresado interés en postularse para JPL, lo que creo que demuestra el valor de F Prime como herramienta de contratación ".


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