Инженер Spotlight: Кристоф Ричмонд, инженер GNC в Stone Aerospace и Frontier Astronautics
Кристоф Ричмонд (Kristof Richmond) - инженер по навигации, навигации и управлению (GNC) для Stone Aerospace. Узнайте больше об увлекательной карьере Ричмонда и о том, как он закончил строительство роботизированных исследователей, предназначенных для Европы в этом центре внимания AAC.
Какую карьеру вы получаете, когда смешиваете машиностроение, информатику, изучаете немецкий язык и изучаете опыт в отдаленных районах, таких как Гренландия «text-align: center», >
Кристоф Ричмонд, Каменный аэрокосмический инженер и партнер Frontier Astronautics. Изображение предоставлено Кристофом Ричмондом
Кульминация Ричмонда опытом работы со сложными системами во враждебных условиях и проведением научных исследований сделала его особенно подходящим для его нынешней роли в качестве руководства, навигации и управления инженерами Stone Aerospace. Команда решает глубоко сложные роботизированные и навигационные проблемы, когда их системы должны иметь возможность отображать и исследовать неизвестные среды с практически отсутствием связи или помощи со стороны операторов.
Кроме того, Ричмонд является партнером Frontier Astronautics, другой компании, которая работает над тем, чтобы сделать исследование космоса более экономичным и доступным в различных проектах.
Чантель Дюбуа из AAC провела интервью с Ричмондом, чтобы узнать больше о том, как его карьера и навыки привели к созданию роботов для наших земных океанов и, когда-нибудь, Европы.
Chantelle Dubois (AAC): Расскажите немного о себе и своем опыте.
Кристоф Ричмонд (KR): Я закончил учебу в Университете Райса в Хьюстоне, где изучал машиностроение и немецкий язык. Я уже интересовался робототехникой или системами управления и пару лет работал на исследовательской станции в Гренландии. У нас была большая радарная антенна, и я действительно заинтересовался системами управления и работал с реальным оборудованием в этой области. Там я также получил большой опыт во всех видах научных станционных инструментов. Мы были в Гренландии, поэтому мы не могли просто сбежать в Radioshack, чтобы получить запасные части - было много проблем с устранением неполадок и взлома некоторых исправлений с тем, что у нас было там. Так что это было действительно хорошее введение в работу с реальным оборудованием в полевых условиях, в экстремальных условиях, и я изучил целую кучу в этой настройке.
Затем я вернулся в аспирантуру в Стэнфорде, и снова это было технически в машиностроении, но я тоже много учился в компьютерных науках. Я работал в лаборатории аэрокосмической робототехники с профессором Стивом Роком, моим советником. Там профессор Рок провел совместное назначение с Институтом исследований аквариумов в заливе Монтерей, и мы сделали проекты с подводными аппаратами, которые они бежали в бухте. Я смотрел вокруг в нескольких разных лабораториях, когда я был в Стэнфорде, пытаясь выяснить, где я хочу сосредоточиться на своих исследованиях, и решил, что хочу сосредоточиться на робототехнике. Затем я услышал об этой лаборатории, где они вышли на океан со своими роботами, и это было то, где я должен был быть.
Я слышал об этой лаборатории, где они выходили на океан со своими роботами, и это было где я должен был быть.
Мне нравится аспект исследования и неизвестные среды - действительно удаленные места, к которым люди не могут добраться, или людям очень трудно добраться, и где роботы просто действительно имеют больше смысла. Вот что меня привлекло в эту лабораторию.
Затем я работал над визуальной навигацией по морскому дну с подводными роботами и с помощью камеры и других бортовых датчиков, таких как гироскоп и доплеровский журнал скорости, чтобы перемещаться и управлять автомобилем над морским дном. Когда робот двигался, он построил карту того, где он был, и в то же время использовал эту карту, чтобы иметь возможность контролировать себя и иметь возможность выбрать еще один момент, в котором он был раньше, и вернуться к этому. Итак, это была моя докторская диссертация.
AAC: После всего этого, как вы оказались в Stone Aerospace и Frontier Astronautics?
К. Р.: На самом деле у меня была небольшая работа, когда я занимался своим PhD, работая над небольшим проектом, создающим корабль с пробкой для лунного летательного аппарата (для) Northrop Grumman's XPrize. Задача заключалась в том, чтобы конкретно рассмотреть способы сделать дешевые, многоразовые посадочные устройства, и поэтому я работал над этим проектом для компании под названием Frontier Astronautics в Вайоминге.
Когда я готовился к выпускникам, они хотели, чтобы я стал партнером. В то же время к мне также обратился Билл Стоун, которого мой советник назвал моим консультантом, о новом проекте Endurance, который в то время начинался в Stone Aerospace. Выносливость была этим транспортным средством, которое отправилось бы в Антарктиду в ледяное озеро. (Он) закончил работу над тем, что я стал партнером Frontier Astronautics, но в то же время Stone Aerospace наняла нас в качестве консультанта для работы над этими проектами в области робототехники, и это в основном соглашение, которое я имел с тех пор. Я работал над различными проектами, основная часть моей работы была для Stone Aerospace, но у меня было еще несколько проектов, через Frontier Aerospace.
Kristof (справа) контролирует данные в реальном времени, возвращаясь из ARTEMIS с коллегами Эваном Кларком и Марком Скалли в «бот-гараж» Полярного ущелья на морском льду Мак-Мердо. (© 2015 Питер Кимбалл / Stone Aerospace, Inc.)
AAC: Каким был ваш любимый проект для работы с Stone Aerospace и Frontier Astronautics?
КР: Я думаю, что проект Sunfish. Это проект внутреннего развития Stone Aerospace, поэтому мы работаем над этим уже довольно много лет. Нам удалось довести это до конца прошлого года, когда мы на самом деле сделали довольно революционное исследование этих подземных источников, и мы определенно сделали огромные успехи в демонстрации возможностей, которые нам необходимы, чтобы отправить автономный автомобиль в совершенно неизвестные и иметь возможность отображать области и безопасно возвращаться.
AAC: Рассматривая некоторые проекты Stone Aerospace и Frontier Astronautics, многие из них направлены на изучение действительно сложных условий, таких как океаны Европы. Я уверен, что в океане и в пещерной разведке существуют аналогичные трудности, но какие уникальные инженерные проблемы лежат в этих проектах?
К. Р.: Я могу разделить его на две категории: есть еще одна проблема, связанная с работой с Frontier Astronautics с точки зрения дешевого доступа к космосу, а затем другая категория - это то, над чем я в основном работал с Stone Aerospace и занимаюсь робототехникой разведка в совершенно новых условиях.
Таким образом, для того, что я делаю с Frontier Astronautics, уникальными проблемами на самом деле может быть не столько инженерами, но они более культурными, когда мышление, которое страны и большая часть аэрокосмического сообщества имеют о космических путешествиях, состоит в том, что это похоже на попытку, требует национальных усилий и потребует много ресурсов и этого великого флагмана (проекта). Таким образом, все наши ракеты должны быть супер-оптимизированными инженерными машинами, и астронавты (которые мы) не можем повредить, так что это просто приводит к действительно дорогому оборудованию, конечно.
Пытаясь сломать этот менталитет и подумать о том, как мы действительно можем быть практичными в том, чтобы попасть в космос. Вместо того, чтобы строить наш суперзарядный Lamborghini, строите, как Toyota Corolla или дюн-багги. Это, возможно, не приведет нас так далеко, как быстро или идеально в пространство, но это будет намного легче для гораздо большего числа людей. Вот почему мы пытаемся подтолкнуть кучу идей, к которым мы стремимся: простую инженерию и нарушение некоторых конвенций и эмпирических правил, которые были созданы за последние полвека, которые все полагались о продолжении мышления космической расы этих великих национальных проектов.
Ученые полагают, что есть жидкий океан под ледяной поверхностью Европы. Изображение предоставлено NASA / JPL
Тогда есть, когда мы думаем об исследовании Европы - или, вообще, о том, что называют океанскими мирами, - что океан будет покрыт льдом, потому что там холодно. (Океанические миры), в основном нагретые либо приливной динамикой, либо реактивным теплом, как в ядрах, и есть огромное количество воды, во внешней солнечной системе есть больше воды, чем во внутренней солнечной системе. Итак, найти воду не проблема, найти жидкую воду немного сложнее, а затем добраться до жидкой воды является проблемой.
Итак, если мы говорим о прохождении десятков километров льда, это не проблема, с которой мы, как люди, когда-либо сталкивались. Как у вас есть автомобиль, роботы или нет, проникайте и двигайтесь по льду? Это то, о чем мы много говорили в Stone Aerospace. Если вы собираетесь проектировать самолет, у вас есть свои стандартные аэронавигационные карты, вы знаете коэффициенты сопротивления или коэффициенты подъема для разных воздушных пленок, у нас есть все хранилище инженерных знаний, которое было создано (что говорит нам, как сделать) что-то который движется по воздуху. На самом деле у нас нет этого для чего-то, что будет двигаться по льду. Итак, (что нам нужно сделать), что мы называем фундаментальной инженерией (как), как автомобиль, который собирается расплавить его путь через лед, ведет себя - каковы отношения между мощностью и скоростью, общая энергия и эти основные вещи.
Тогда есть вещи для власти. Вероятно, вам определенно понадобится источник ядерной энергии (поскольку) в принципе нет другого способа получить такую мощность, необходимую для перемещения по льду на внешнюю планету. Никто действительно не вернулся и не подумал о том, «хорошо, поэтому, если мы работаем в такой среде на льду, и вам нужен этот источник, чтобы обеспечить (не только мощность, но и тепло), что это такое и источник питания ?»
Как только вы пройдете через лед, тогда вам предстоит пройти через эту ледяную шапку и надежно получить данные, и сделать достаточно собственных решений, так как она будет полностью отключена, или с очень низкой пропускной способностью связи с Землей. Он должен будет обладать множеством своих возможностей, и все же он будет выполнять одну из важнейших научных задач, которые когда-либо пытались предпринять человечество: открыть для себя жизнь на планете.
Просто переосмыслить многие из этих фундаментальных предположений, которые вошли во всю сферу аэрокосмической техники, когда вы говорите об этой совершенно новой среде, - это очень интересное место.
AAC: Похоже, что будущее исследования робототехники широко раскрыто. Учитывая, что, похоже, интерес к приватизации вызывает большой интерес, как вы думаете, скоро мы увидим быстрое развитие и, возможно, один из ваших собственных роботов в Европе?
К. Р.: Я определенно надеюсь увидеть робота в Европе за всю свою жизнь, и я думаю, что мы набросали довольно агрессивные временные рамки, в которых вы начнете что-то, что может проникнуть в европейскую кору в начале 2030-х годов. Затем требуется несколько лет, чтобы добраться туда, и, возможно, через год или два, чтобы пройти сквозь лед. Таким образом, вы говорите 2040 или что-то еще, прежде чем мы сможем увидеть какие-либо результаты, полученные от Europa.
Я действительно не могу представить себе очень много более интересных и, вероятно, важных вещей, над которыми нужно работать, чем пытаться включить открытие или не открытие жизни на теле, подобном этому. Я имею в виду, что если мы ничего не найдем, это определенно говорит нам и о нашем месте во вселенной.
AAC: Что вы хотите, чтобы наши читатели знали о вашей работе, Stone Aerospace или Frontier Astronautics?
КР: Я думаю, что то, что я сделал, и что делает «Каменная аэрокосмическая и пограничная астронавтика», не является традиционным видом карьерного пути или способом, который люди думают о освоении космоса. Мы не НАСА, мы не Локхид Мартин, мы не Боинг, мы не какая-то национальная космическая программа, но здесь происходит много инноваций, и для меня это было очень новым и захватывающим способ войти в это.
Я определенно ожидал, что буду работать в какой-то национальной лаборатории или крупной компании, поэтому для меня было определенно немного рисковать, чтобы я перешел в очень неуверенную, нестабильную обстановку, и я сначала пошел в голову и сумел заставить ее работать.
Есть новые способы работы в этой экономике, и нам не нужно полагаться на все эти корпоративные и бюрократические структуры, которые были созданы. Они служили своей цели, но если вы хотите что-то сделать, и у вас есть идеи, не бойтесь рисковать и старайтесь сделать это.
AAC: Спасибо, что нашли время поговорить с нами, Кристоф!