Главная страница

ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА МАРСОХОДА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ КРАСНОЙ ПЛАНЕТЫ. Выбор наиболее предпочтительного варианта марсохода для изучения красной планеты


Скачать 51.96 Kb.
НазваниеВыбор наиболее предпочтительного варианта марсохода для изучения красной планеты
АнкорВЫБОР НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА МАРСОХОДА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ КРАСНОЙ ПЛАНЕТЫ
Дата11.11.2021
Размер51.96 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаStatya_Sibac_Berdibek.docx
ТипДокументы
#268869

ВЫБОР НАИБОЛЕЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА МАРСОХОДА

ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ КРАСНОЙ ПЛАНЕТЫ

Бердибек Бексултан Бабаханулы

студент, кафедра КиИЛА, филиал «Восход»

Московского авиационного института,

РФ, г. Байконур

E-mail: Beksul1999@gmail.com
Шестопалова Ольга Львовна

научный руководитель, канд. техн. наук, доцент

филиала «Восход» Московского авиационного института,

РФ, г. Байконур

Данная работа направлена на определение наиболее предпочтительного варианта марсохода для покорения планеты Марс.

Марсоход (англ. Mars rover) — планетоход, предназначенный для изучения Марса, как правило, способный к перемещению по его поверхности, и доставляемый на Марс с помощью спускаемых аппаратов. Марсоходы представляют собой аппараты, оборудованные различными приборами, тем самым являющиеся не только беспилотными машинами, но и научными лабораториями, служащими для исследования Красной планеты. [1]
1) Марсоход «Соджорнер»

«Соджорнер» (англ. SojournerПришелец) — марсоход космического агентства НАСА, запущенный в рамках программы «Марс Патфайндер».

Название марсохода Соджорнер дословно означает «временный житель» или «проезжий», оно было дано победителем голосования — 12-летним мальчиком из штата КоннектикутСША. Марсоход назван в честь женщины-борца с негритянским рабством — Соджорнер Трут. [2]

2) Марсоход «Кьюриосити» 

«Кьюрио́сити» (англ. Curiosity, МФА: [ˌkjʊərɪˈɒsɪti] — любопытство, любознательность) — марсоход третьего поколения, разработанный для исследования кратера Гейла на Марсе в рамках миссии НАСА «Марсианская научная лаборатория» (Mars Science Laboratory, сокр. MSL). Марсоход представляет собой автономную химическую лабораторию в несколько раз больше и тяжелее предыдущих марсоходов «Спирит» и «Оппортьюнити». [3]

3) Марсоход «Чжужун»

«Тяньвэ́нь-1» (кит. трад. 天問一號, упр. 问一, пиньинь Tiānwèn yīhào, палл. Тяньвэ́нь иха́о , «Вопрошающий Небо номер один») или Китайская миссия на Марс (англ. Mars Global Remote Sensing Orbiter and Small Rover) (HX-1) — китайская автоматическая межпланетная станция (АМС), состоящая из орбитального аппарата (спутника Марса) и спускаемого аппарата, полезной нагрузкой которого является шестиколёсный марсоход Чжужункит. 祝融, пиньинь Zhùróng, палл. Чжужу́н» — бог огня). [4]

4) Марсоход «Персеверанс»

«Персеве́ранс» (англ. Perseverance, американское произношение: [ˌpɜːrsəˈvɪrəns]; в переводе на русский язык — «Настойчивость») — марсоход, разработанный для исследования кратера, озеро на Марсе в рамках миссии НАСА «Марс-2020». Был изготовлен Лабораторией реактивного движения НАСА и запущен к Марсу 30 июля 2020 года [5].

Необходимо провести анализ оценочных показателей (характеристик) марсоходов и выбрать марсоход, исходя из характеристик, приведенных в таблице. [2, 3, 4, 5]

Таблица 1.

Характеристики марсоходов

Марсоходы

Передача данных, (Мб/сутки)

Максимальная скорость,

(см /сек)

Производительность,

(MIPS)

Масса, кг

Энергопотребление,

(кВт/сол.)


Количество научных приборов,

(шт)

Память,

(Мб)

Соджорнер

20

2

0,1

11,5

15

4

0,5

Чжужун

65

9

20

5000

310

5

712

Кьюриосити

32

4

400

899

125

10

256

Персеверанс

48

6

50

1050

250

7

513


В данной работе максимум предпочтения отдается производительности и энергетическим характеристикам представленных марсохода. Однако, в случае смены приоритетных характеристик оптимальное значение может смениться в пользу другого типа, с наибольшими параметрами, соотносящимися с максимальным возможным значением в приоритете.

Ниже приведена сводная таблица весовых коэффициентов характеристик, вычисленных методами ранжирования, балльных оценок, допустимых относительных отклонений, попарных приоритетов.

Таблица 2.

Сводная таблица весовых коэффициентов характеристик

Методы задания предпочтении

Передача данных, (Мб/сутки)

Максимальная скорость,

(см /сек)

Производительность,

(MIPS)

Масса, кг

Энергопотребление,

(кВт/сол.)


Количество научных приборов,

(шт)

Память,

(Мб)

Сумма

Метод ранжирования

0,15

0,129

0,157

0,143

0,086

0,171

0,164


1

Метод балльных оценок

0,146

0,125

0,154

0,141

0,118

0,157

0,155


1

Метод относительных отклонений

0,139

0,165

0,135

0,131

0,140

0,154

0,132



1

Метод попарных приоритетов

0,146

0,124

0,183

0,099

0,102

0,120

0,130

1

Сумма

0,581

0,543

0,629

0,514

0,446

0,602

0,581

4


Среднее значение весовых коэффициентов:

;

;

;

;

;

;

;

Определим максимум каждого локального критерия.

Таблица 3.

Характеристики марсоходов с определенными максимальными элементами

Марсоходы

Передача данных, (Мб/сутки)

Максимальная скорость,

(см /сек)

Производительность,

(MIPS)

Масса, кг

Энергопотребление,

(кВт/сол.)


Количество научных приборов,

(шт)

Память,

(Мб)

Соджорнер

20

2

0,1

11,5

15

4

0,5

Чжужун

65

9

20

5000

310

5

712

Кьюриосити

32

4

400

899

125

10

256

Персеверанс

48

6

50

1050

250

7

513

, ; ; ; ; .

При решении задачи минимизируются четвертый, пятый критерии (масса, энергопотребление и ), а остальные критерии максимизируются.

Таблица 4.

Нормализованные характеристики марсоходов

Марсоходы

Передача данных, (Мб/сутки)

Максимальная скорость,

(см /сек)

Производительность,

(MIPS)

Масса, кг

Энергопотребление,

(кВт/сол.)


Количество научных приборов,

(шт)

Память,

(Мб)

Соджорнер

0,307

0,222

0,0002

0,997

0,951

0,4

0,0007

Чжужун

1

1

0,05

0

0

0,5

1

Кьюриосити

0,492

0,444

1

0,820

0,596

1

0,359

Персеверанс

0,738

0,666

0,125

0,79

0,193

0,7

0,720


Определим обобщенную функцию цели по каждому варианту техники:



; ; ; .

Наиболее полно удовлетворяет заданным предпочтениям группы экспертов марсоход «Кьюриосити», т.к. Fmax = F3 = 0,665. Основные характеристики «Кьюриосити» представлены в таблице 5.

Таблица 5.

Характеристики марсохода «Кьюриосити»

Марсоходы

Передача данных, (Мб/сутки)

Максимальная скорость,

(см /сек)

Производительность,

(MIPS)

Масса, кг

Энергопотребление,

(кВт/сол.)


Количество научных приборов,

(шт)

Память,

(Мб)

Кьюриосити

32

4

400

899

125

10

256

В ходе данной работы было выбрано четыре марсохода, среди которых с помощью данного метода был определен наиболее полно удовлетворяющий заданным предпочтениям группы экспертов: «Кьюриосити», так как Fmax = F3 = 0,665. Марсоход «Кьюриосити» является наиболее полно удовлетворяющим требованием по совокупности характеристик из четырех марсоходов, потому чтот имеет высокую производительность, а также имеет больше приборов для исследования красной планеты.


Список литературы



1. Планетоходы / А. Л. Кемурджиан, В. В. Громов, И. Ф. Кажукало и др.; под ред. А. Л. Кемурджиана — М., Машиностроение, 1993.

2.https://mars.nasa.gov/MPF/rover/name.html


3. https://www.nasa.gov/mission_pages/msl/index.html

4.https://www.ixbt.com/news/2021/04/26/k-amerikanskomu-marsohodu-perseverancevskore-prisoedinitsja-kitajskij-bog-ognja-pervyj-rover-iz-podnebesnoj-poluchil.html

5.https://esquire.ru/articles/196563-marsianskie-hroniki-pochemu-marsohod-nasa-perseverans-mozhet-sovershit-revolyuciyu-v-issledovanii-kosmosa-dazhe-esli-ne-naydet-na-marse-zhizn/#part0




написать администратору сайта