Besøk hos Jet Propulsion Laboratory

Som studentmedlem i Tekna har du mulighet til å søke stipend i forbindelse med masteroppgaven din. Stipendet tildeles fra ett til tre prosjekter i året, og er i 2016 på totalt 50 000 kr. Under kan du lese hva en av mottakeren av fjorårets stipend skrev master om.  Søknadsfristen er 5. setptemeber. Les mer her

Sommeren 2014 ble det annonsert at Forsvarets forskningsinstitutt skulle utvikle et av instrumentene til NASAs neste Mars-rover, foreløpig bare kalt Mars 2020. Roveren baseres på Curiosity, som landet på Mars i 2012, men vil ha nye instrumenter. Et av disse er RIMFAX (Radar Imager for Mars Subsurface Exploration).

IDL TIFF file

RIMFAX er en såkalt Ground Penetrating Radar (GPR), altså en radar som ser ned og kartlegger formasjoner under bakken. Man har aldri tidligere hatt et slikt instrument på overflaten på Mars og RIMFAX vil la forskere kartlegge strukturer og formasjoner under bakken for første gang, og bidra til å analysere hvorvidt området roveren befinner seg i kan ha hatt forhold som tillot liv en gang i fortiden.

Som nye masterstudenter ved linjen for elektronikk og datateknologi ved Universitetet i Oslo var det derfor spennende å høre at det var muligheter for masteroppgaver knyttet til prosjektet, hvor prosjektleder Svein-Erik Hamran også ble vår hovedveileder på oppgavene. Disse var knyttet til den delen av radaren som kalles en DDS (Direct Digital Synthesizer). En DDS er en metode for å generere en bølgeform digitalt, i dette tilfellet en sinusbølge. Dette skulle implementeres i en FPGA (Field Programmable Gate-Array), og oppgavene våre dreier seg rundt å se på muligheter for å redusere mengden ressurser DDSen legger beslag på, på FPGA-brikken. Elektronikk som sendes ut i rommet må tåle store mengder stråling og dette begrenser hvilke FPGA-brikker som kan brukes, og de har ofte relativt lite ressurser tilgjengelig. Det er derfor ønskelig å redusere ressursbruken til DDS-delen da dette frigjør plass som kan benyttes av andre funksjoner.

Under arbeidet kom vi over Teknas utlysning på reisestipend knyttet til masteroppgaver. Vi hadde lenge lekt med tanken på å besøke Jet Propulsion Laboratory i Pasadena i California, da det er her Mars2020-prosjektet ledes fra, i likhet med alle andre ubemannede sonder NASA har ansvaret for. Et slik besøk ville gi oss mye bedre innsikt i prosjektet som helhet og la oss diskutere både oppgavene og Mars-utforskning med noen av verdens ledende forskere.

JPL

I januar i år satte vi oss på flyet til USA for å gjennomføre besøket. Dette sammenfalt med at resten av teamet fra FFI også skulle besøke JPL. Det første vi fikk være med på var derfor en full dag med omvisning på området.

VegardKim

Første stopp var administrasjonsbygget, hvor en fullskala modell av Curiosity ønsker velkommen rett innenfor inngangsdøren. Roveren er på størrelse med en liten bil og det er nokså imponerende å tenke på at NASA klarte å lande et så stort fartøy på Mars for fire år siden. Tre ingeniører fra JPL som fungerer som bindeledd mellom prosjektledelsen på JPL og FFI deltok på omvisningen som guider. Med både store mengder faglig kunnskap samt god kjennskap til JPL var det mye å hente på å slå av en prat med disse i løpet av oppholdet og her kunne man lett få gode tips til hvordan gripe an eget arbeid. Obligatoriske gruppebilder ble tatt før vi satte kursen videre for JPL sitt eget  ”Mars-landskap”.

3

Et av de nyttigste verktøyene både før og under en ferd er Mars-gården, eller ”The Mars Yard”. Dette er et område hvor JPL har laget et Mars-aktig landskap for å gjøre praktiske tester av instrumenter, testing av kjøreruter og hvordan roveren vil takle og forsere steiner av ulike størrelser. Mens vi var der var Curiosity-prototypen trygt plassert i garasjen. Dette er en full-skala prototype som også er fullt fungerende. Konstruksjonen er forsterket for å fungere under den sterkere tyngdekraften her på Jorden. Mens vi var der var ingeniørene i gang med å forberede slitasjetest av hjul som potensielt sett skal brukes på Mars2020. Curiosity har aluminiumshjul som har slitt med bulker og hull. Dette forsøker man nå å fikse på neste generasjon rover.

Mars Yard

Videre fikk vi se både monteringshall hvor så godt som alle amerikanske ubemannede sonder har blitt montert opp gjennom årene. Vi fikk også se testartikkelen til et nytt fallskjerm – og bremsesystem, hvor tanken er at økt effektivitet på dette feltet kan øke nyttelasten man kan lande på Mars. To tester har så langt vært mislykket, men det er håp om at alle gode ting er tre når den tredje testen går av stabelen neste år.

Vi fikk også se kontrollrommet hvor sondene styres fra. Alle signaler fra sonder under amerikansk kontroll havner til slutt i dette rommet, og det er dermed med glimt i øyet blitt kalt ”The Center of the Universe”.

Kontrollrom

Det kanskje mest spennende rent faglig var å få delta på et av møtene hvor FFI-teamet forberedte seg for en stor presentasjon neste dag. Her ble RIMFAX grundig gjennomgått mens representanter fra JPL påpekte ting som burde endres eller klargjøres før selve presentasjonen. Her gjaldt det å ha øyne og ører på stilk og suge til seg informasjon.

Vi hadde også senere et nytt besøk på JPL hvor vi fikk tilbringe en tid med Steven Levine, Project Scientist på  JUNO-sonden som ankom Jupiter i sommer, og David Beaty som har øverste ansvar for NASAs forskningsprogram på Mars. Dette var vår mulighet til å høre fra de fremste i bransjen hvordan de arbeider i prosessen for å velge ut instrumenter, hvordan man takler utfordringer underveis og hvordan enkle tekniske løsninger kan løse store problemer. Disse samtalene har senere vært til stor hjelp når vi skal gjøre vurderinger rundt veivalg i oppgavene våre.

Alt i alt var det et utrolig lærerikt besøk som har hatt stor innvirkning på måten vi har lagt opp oppgavene våre. Det var også veldig nyttig å få et innblikk i resten av prosjektet, utenom DDS og RIMFAX, da disse til syvende og sist er deler av ett stort system. Vi må få takke Tekna for støtten til turen og anbefaler alle masterstudenter som har lyst å gjøre noe ekstra på masteroppgaven sin om å søke om reisestipend!

Skrevet av Odd Vegard Hamletsen og Kim Østenfor Spildrejord