1398/06/05

بهره‌گیری ناسا از یادگیری ماشینی در ساخت مواد نانو کربنی برای کاربردهای فضایی

سازمان ناسا (NASA) از همکاری ریاضی‌دانی در موسسه پلی‌تکنیک ورسستر (Worcester Polytechnic Institute) برای ساخت فضاپیماهایی سبک‌تر و مقاوم‌تر بهره می‌گیرد. این ریاضیدان که رندی پافنروث (Randy Paffenroth) نام دارد روش‌هایی مبتنی بر یادگیری ماشینی و شبکه‌های عصبی مصنوعی برای تشخیص اختلالات در ساختار نانومواد...
بهره‌گیری ناسا از یادگیری ماشینی در ساخت مواد نانو کربنی  برای کاربردهای فضایی

سازمان ناسا (NASA) از همکاری ریاضی‌دانی در موسسه پلی‌تکنیک ورسستر (Worcester Polytechnic Institute) برای ساخت فضاپیماهایی سبک‌تر و مقاوم‌تر بهره می‌گیرد. این ریاضیدان که رندی پافنروث (Randy Paffenroth) نام دارد روش‌هایی مبتنی بر یادگیری ماشینی و  شبکه‌های عصبی مصنوعی برای تشخیص اختلالات در ساختار نانومواد کربنی به‌کاررفته برای ساخت مخزن‌های سوخت پرتابگرها و دیگر سازه‌های فضاپیماها توسعه داده است. 

این ریاضیدان با ترکیب یادگیری ماشین و شبکه‌های عصبی مصنوعی الگوریتمی برای افزایش قابل‌توجه دقت بازبینی کیفیت نانولوله‌های کربنی ارائه کرده است. این روش می‌تواند وضوح تصاویر تهیه‌شده از ساختار نانولوله‌های کربنی را تا ۹ برابر افزایش دهد و ناهمگنی‌ها و اختلالات در آنها را با دقت مشخص کند. این مواد که به نازکی موی انسان هستند پیرامون ساختارهای مانند مخازن سوخت پرتابگرهای فضایی قرار می‌گیرند و باعث می‌شوند این سازه‌ها بتوانند فشارهای بسیار بالایی را تحمل کنند. اختلال‌های در ساختار این مواد و تغییرات در ضخامت آنها  باعث ایجاد نقاط ضعفی می‌شود که استحکام آنها را کاهش می‌دهد. به همین دلیل تشخیص این اختلالات و نقاط ضعف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. 

در روش ارائه‌شده مواد نانو با اسکنری تصویربرداری می‌شوند و تصویری از چگالی آنها در نقاط مختلف به دست می‌آید. سپس وضوح تصاویر به‌دست‌آمده با الگوریتم‌های توسعه داده‌ شده بر پایه شبکه‌های عصبی افزایش می‌یابد و امکان تشخیص تغییرات کوچک در ماده فراهم می‌شود. در این روش برای افزایش کارایی شبکه عصبی از اعمال تبدیل‌های فوریه بر تصاویر تهیه‌شده بهره گرفته شده است که باعث وضوح بهتر تصاویر برای الگوریتم توسعه داده شده می‌شوند. با استفاده از این فناوری می‌توان بررسی کرد که عوامل مختلفی مانند دما، فشار، تنش و شدت جریان ماده چگونه بر کیفیت مواد ساخته‌شده تأثیر دارند. درنتیجه می‌توان فرآیند تولید نانولوله‌های کربنی را بهینه کرد و به کارایی بهتری برای آنها رسید. 

تأمین مالی این پژوهش‌ها را شرکت نانوکومپ (Nanocomp Technologies) که لوله‌های نانو کربنی برای صنایع هوافضا و دفاعی می‌سازد به میزان ۸۷ هزار دلار بر عهده دارد. این شرکت قراردادی به ارزش ۸/۱ میلیون دلار با سازمان ناسا برای ساخت نانولوله‌های کربنی دارد. این شرکت نانومواد کربنی به نام میرالون (Miralon) ساخته است که محکم و سبک و قابل‌انعطاف هستند و می‌توانند به نازکی موی انسان تولید شوند. کارایی این مواد برای استفاده در کاربردهای فضایی تأیید شده است. برای نمونه این مواد در مأموریت جونو (Juno) که سازمان ناسا برای بررسی مشتری به مدار این سیاره فرستاده برای افزایش استحکام ساختاری فضاپیما و میراکردن لرزش‌ها و همچنین مقابله با تخلیه الکتریسیته ساکن به کار رفته است. بر اساس قرارداد نانوکومپ تکنولوجیز با ناسا این شرکت در تلاش هست تا مواد نانولوله کربنی با استحکام سه برابر تولید کند تا در مأموریت‌های فضایی نسل آینده استفاده شوند. 

منبع: spacedaily

فناوری‌های نوین |

نظر شما
اخبار مرتبط

عمر فضاپیماهای ۴۲ ساله ناسا طولانی‌تر می‌شود

1398/04/22
​آژانس فضایی آمریکا، ناسا (NASA)، قصد دارد با اختصاص منابع مالی تازه و همچنین انجام برخی اقدامات فنی بر عمر فضاپیماهای ۴۲ ساله وییجر ۱ (Voyager 1) و وییجر ۲ (Voyager 2) که از منظومه شمسی...

آزمایش سوخت سبز در فضا

1398/05/16
شرکت آمریکایی بال آئرواسپیس (Ball Aerospace) اخیرا به صورت رسمی عضو ماموریت تزریق پیشرانه سبز ناسا (GPIM) شده و آزمایش‌های مداری یک پیشرانه غیر سمی و با عملکرد بالا را آغاز کرده است. این...

آزمایش ابزار سوخت‌گیری مجدد در فضا توسط ناسا

1398/06/02
آژانس فضایی آمریکا، ناسا (NASA)، یکی از سه ابزار طراحی شده برای سوختگیری دوباره فضاپیما در فضا را آزمایش کرد. فضاپیماها به کمک نسخه‌های آینده این سامانه می‌توانند در اعماق فضا سوخت‌هایی...

پربازدیدکننده ترین خبر

عرضه خدمات انتقال بین مداری برای ماهواره‌های کوچک در پرتاب‌های اسپیس ایکس

شرکت آمریکایی مومنتوس (Momentus) برای پرتاب رایدشیر (Rideshare) شرکت اسپیس‌ایکس (SpaceX) خدمات انتقال بین مداری ارائه می‌کند. در این پرتاب ابتدا ماهواره‌های کوچک با ماهواره بر فالکون ۹ شرکت اسپیس ایکس به مدار زمین منتقل می‌شوند. سپس هر یک از ماهواره‌ها با سامانه پیشرانش شرکت مومنتوس به مدار با ارتفاع دلخواه خود منتقل می‌شود. این انتقال با شاتل مداری ویگوراید (Vigoride) شرکت مومنتوس انجام می‌شود که می‌تواند چندین ماهواره با ​جرم مجموع حداکثر تا ۲۵۰ کیلوگرم را به مدارهای دلخواهشان منتقل کند. امکان قرار دادن چندین ماهواره در ارتفاع‌های مختلف تنها با یک پرتاب قابلیت مهم این مأموریت خواهد بود که باعث ارزان‌تر تمام شدن قرار دادن ماهواره‌ها در مدار می‌شود.