Os engenheiros precisam de melhores ferramentas para projetar naves espaciais e robôs mais rapidamente — Space Business — Quartz

Queridos leitores,

Bem-vindo ao boletim da Quartz sobre as possibilidades econômicas da esfera extraterrestre. Por favor, encaminhe amplamente e deixe-me saber o que você pensa. Esta semana: Github para hardware, aquele telescópio espacial que você já deve ter ouvido falar e o primeiro aniversário da viagem de Richard Branson ao espaço.

Uma das razões pelas quais não vimos as imagens incríveis desta semana do Telescópio James Webb antes? Em um teste de vibração de 2018 para antecipar os rigores do lançamento espacial, os parafusos saíram da espaçonave. A causa era que a especificação de quão apertados os parafusos deveriam estar estava faltando, e eles não eram apertados o suficiente.

Construir qualquer coisa, muito menos uma tecnologia de detecção de fronteira de US$ 10 bilhões sob medida, é um trabalho complicado. Os engenheiros contam com ferramentas de projeto auxiliadas por computador para transformar suas ideias em especificações que podem ser replicadas na realidade, para simular seu comportamento, rastrear dados importantes e passar todas essas informações para as pessoas que constroem essa coisa.

Engenheiros e empresas que constroem hardware como naves espaciais, aviões e carros estão descobrindo cada vez mais que as ferramentas que eles têm agora são insuficientes para fazer esses trabalhos, especialmente em comparação com a infinidade de novas ferramentas que os engenheiros de software usam. Computação em nuvem, APIs e plataformas como o GitHub permitem que os codificadores automatizem fluxos de trabalho, compartilhem designs modulares e atualizem colegas de trabalho sobre alterações em tempo real.

“A única maneira de interagir com o design do seu hardware é com um mouse, não há como fazer isso por meio de código”, explica Jordan Noone, cofundador da fabricante de foguetes Relativity Space, que agora é sócio do fundo Embedded Ventures. Noone também é CEO de uma nova empresa que a Embeded está apoiando chamada KittyCAD, que visa mudar isso.

O KittyCAD não se destina a substituir o software CAD comum criado por empresas como SolidWorks, Autodesk ou Creo, pelo menos ainda não. Hoje eles estão anunciando o lançamento de uma API projetada para tornar esses programas mais fáceis de automatizar e interoperáveis ​​entre si e com software de gerenciamento de projetos.

Por exemplo, Noone descreve um engenheiro que projeta à mão um parafuso personalizado para uma peça de hardware, consulta manuais de especificação e o renderiza clique a clique. Em um mundo KittyCAD, os parâmetros desse parafuso poderiam ser definidos em código, o projeto gerado automaticamente, renderizado em 2D e 3D com tolerância e metadados de fabricação incluídos, inseridos no software de gerenciamento de projetos e convertidos em um pedido de produto.

Noone e seus cofundadores, a sócia incorporada Jenna Bryant, a cientista-chefe Jessie Frazelle e a CTO Hannah Bollar, publicaram uma nota sobre o projeto no GitHub no ano passado. Eles me permitiram revisar um grande número de respostas de e-mail de engenheiros frustrados descrevendo suas tentativas de automação improvisadas e pedindo soluções consistentes para esses problemas. Muitos também tinham formação em engenharia de software e estavam familiarizados com o abismo entre as duas disciplinas.

Lucy Hoag é uma dessas pessoas. Treinada como engenheira astronáutica, ela trabalhou em naves espaciais para DARPA, Google e Amazon, e liderou uma equipe de engenheiros desenvolvendo carros autônomos na Lyft. Sua nova empresa, Violet Labs, também pretende criar novas ferramentas para engenheiros de hardware. Ela imagina que ele será executado nas APIs criadas pelo KittyCAD.

É fácil ver como isso pode melhorar a produtividade. Em um projeto de design de satélite, os engenheiros que projetam os sistemas de orientação, navegação e controle precisam obter informações importantes, como a massa e o centro de gravidade da espaçonave, da equipe que projeta sua estrutura. Em um empregador anterior, Hoag me disse que o compartilhamento de informações era feito essencialmente à mão, por e-mail. Demorou cerca de um mês para definir os parâmetros, mas, na opinião dele, é um exercício que deve durar uma semana.

Estes podem parecer os problemas procedimentais básicos que os engenheiros deveriam ter resolvido. Mas, assim como no JWST, grandes projetos podem ser prejudicados por pequenos problemas. A cápsula espacial Starliner da Boeing, por exemplo, não detectou um problema com o software de controle de propulsão porque os dados de configuração não correspondiam às válvulas e propulsores reais usados ​​pela cápsula. Para evitar perder a espaçonave durante seu primeiro teste de voo, os engenheiros tiveram que testar novamente o software no solo e corrigi-lo em voo. A Boeing, que perdeu quase US$ 600 milhões devido a essa e outras falhas, mais tarde admitiu que deveria ter detectado o problema.

A SpaceX, por outro lado, passou por sua própria revolução de software depois que um foguete que transportava carga para a Estação Espacial Internacional explodiu. Em menos de dois anos, ela desenvolveu um conjunto de ferramentas que rastreava desenhos e notas de projeto em todo o processo de fabricação e automaticamente enviava alterações de projeto em todo o sistema. Pode até detectar erros de entrada de dados e resultados de teste ruins. Um funcionário da NASA informado sobre essas ferramentas disse que desejava que a NASA tivesse sistemas como esse para projetar o ônibus espacial.

“Acho que não é surpreendente que a SpaceX, como uma empresa de 10.000 pessoas, tenha desenvolvido algum nível de automação”, diz Noone. “O que o KittyCAD oferece é um conjunto de ferramentas que qualquer pessoa pode usar e adotar, em qualquer escala da empresa, sem precisar desenvolver nada por conta própria, além de permitir que desenvolvedores e startups criem ferramentas para eles usarem. outros”.

Fala-se muito no mundo do capital de risco sobre a necessidade de construir mais coisas no reino físico. Se queremos que os produtos de robótica, transporte e energia evoluam no ritmo das empresas de software, as ferramentas também terão que se atualizar.

Quero dizer, o que você esperava?

Tenho certeza de que meus leitores já passaram algum tempo analisando essas imagens, mas isso não é motivo para parar.

Aqui estão algumas das minhas histórias favoritas do Webb, caso você tenha perdido:

• Natalie Wolchover ganhou um Prêmio Pulitzer por este mergulho profundo de 2021 na história, ciência e humanos por trás deste telescópio; Eu não posso recomendar o suficiente.
• Pessoalmente, estou furioso com Joshua Sokol por ter uma visão incrível dos bastidores de como essas primeiras imagens foram escolhidas e criadas.
• Um dos deveres mais agradáveis ​​do jornalismo é testemunhar as pessoas desfrutando de conquistas incríveis. Confira o perfil de Ken Chang sobre Greg Robinson, o líder do projeto que manteve o Webb no curso.
• O link de dados do Webb é 25 vezes mais rápido que o do Hubble, mas ainda terá que compartilhar a linha com seus irmãos da Deep Space Network.
• Enviamos um robô em vez de um poeta, mas Barry Petchesky captou meu humor sobre a luz antiga que testemunhamos.

DETRITOS ESPACIAIS

Onde a Virgin Galactic? Um ano depois de Richard Branson derrotar Jeff Bezos no espaço, a empresa de turismo espacial do primeiro parece perdida na natureza. A falta de voos regulares e questões técnicas abertas colocaram o futuro financeiro da empresa em dúvida, mesmo que a indústria de turismo espacial mais ampla procure recuperar o atraso.

Morte de cima. Pesquisadores calcularam que há uma chance de 10% de que alguém seja ferido pela queda de partes de foguetes na próxima década, graças a um aumento constante nos lançamentos e à prática ainda comum de descartar corpos de foguetes gastos na atmosfera. Os propulsores chineses são os principais culpados, mas até a SpaceX derrubou um tanque em uma fazenda no estado de Washington.

Oh! O enorme foguete de reforço Starship da SpaceX encontrou algum tipo de anomalia durante os testes desta semana, e kabum Elon Musk diz que o veículo deve voltar ao hangar para análise, o que provavelmente significará outro atraso para o tão esperado voo de teste orbital do foguete.

meu teste é melhor. A OneWeb, operadora de internet via satélite, apresentou seu próprio estudo ao Comitê Federal de Comunicações argumentando que as redes 5G planejadas pela Dish, empresa de TV via satélite, causarão problemas de interferência. A luta pela banda de espectro de 12 GHz está esquentando depois que OneWeb e SpaceX reverteram sua rivalidade tradicional para unir forças e se opor ao plano de Dish.

Eu sou Vega, querida. O principal fabricante de foguetes da Europa, Arianespace, apresentou o primeiro foguete Vega C em um lançamento da Guiana Francesa em 13 de julho. O projeto atualizado levantará satélites maiores, ajudando a substituir o foguete Soyuz que a Europa não pode mais acessar devido às sanções impostas à Rússia após sua invasão. da Ucrânia

Teu amigo,

Tim

Este foi o número 142 da nossa newsletter. Espero que sua semana seja de outro mundo! Envie seus sonhos para o próximo grande telescópio espacial, previsões para o mercado de turismo espacial, dicas e opiniões informadas para [email protected].