Gli scienziati della NASA che utilizzano la tecnologia della realtà virtuale stanno ridefinendo la nostra comprensione di come funziona la nostra galassia.

Utilizzando un personalizzato, Simulazione 3D di realtà virtuale (VR) che ha animato la velocità e la direzione di 4 milioni di stelle nel quartiere locale della Via Lattea, l'astronomo Marc Kuchner e la ricercatrice Susan Higashio hanno ottenuto una nuova prospettiva sui moti delle stelle, migliorare la nostra comprensione dei raggruppamenti di stelle.

Gli astronomi sono giunti a conclusioni diverse sugli stessi gruppi di stelle studiandoli in sei dimensioni utilizzando grafici su carta, disse Higashio. Gruppi di stelle che si muovono insieme indicano agli astronomi che hanno avuto origine nello stesso tempo e luogo, dallo stesso evento cosmico, che può aiutarci a capire come si è evoluta la nostra galassia.

Il team di realtà virtuale di Goddard, diretto da Thomas Grubb, ha animato quelle stesse stelle, rivoluzionando il processo di classificazione e rendendo i raggruppamenti più facili da vedere, disse Higashio. Hanno trovato stelle che potrebbero essere state classificate nei gruppi sbagliati e gruppi di stelle che potrebbero appartenere a raggruppamenti più grandi.

Kuchner ha presentato i risultati alla conferenza annuale dell'American Geophysical Union (AGU) all'inizio di dicembre 2019. Kuchner e Higashio, entrambi al Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, hanno in programma di pubblicare un documento sui loro risultati l'anno prossimo, insieme all'ingegnere Matthew Brandt, l'architetto per la simulazione PointCloudsVR che hanno usato.

"Piuttosto che cercare un database e poi un altro database, perché non volare lì e guardarli tutti insieme, " Ha detto Higashio. Ha guardato queste simulazioni centinaia, forse migliaia di volte, e ha affermato che le associazioni tra i gruppi di stelle sono diventate più intuitive all'interno del cosmo artificiale trovato all'interno del visore VR. L'osservazione delle stelle in VR ridefinirà la comprensione da parte degli astronomi di alcune singole stelle e dei raggruppamenti di stelle.

La visualizzazione 3D ha aiutato lei e Kuchner a capire come si è formato il quartiere stellare locale, aprendo una finestra sul passato, ha detto Kuchner. "Spesso troviamo gruppi di giovani stelle che si muovono insieme, suggerendo che si sono formati tutti allo stesso tempo, " Kuchner ha detto. "Il pensiero è che rappresentano un evento di formazione di stelle. Si sono formati tutti nello stesso posto nello stesso momento e quindi si muovono insieme".

"I planetari stanno caricando tutti i database su cui possono mettere le mani e portano le persone attraverso il cosmo, " aggiunse Kuchner. "Bene, Non costruirò un planetario nel mio ufficio, ma posso indossare un auricolare e sono lì".

Realizzare una Visione

La scoperta ha realizzato una visione per il capo tecnologo di Goddard Peter Hughes, che ha visto il potenziale della VR per aiutare nella scoperta scientifica quando ha iniziato a finanziare il progetto VR dell'ingegnere Thomas Grubb più di tre anni fa nell'ambito del programma di ricerca e sviluppo interno (IRAD) del centro e del Center Innovation Fund della NASA [CuttingEdge, estate 2017]. "Tutte le nostre tecnologie consentono in qualche modo l'esplorazione scientifica del nostro universo, " Hughes ha detto. "Per noi, la scoperta scientifica è una delle ragioni più convincenti per sviluppare una capacità AR/VR".

Il software PointCloudsVR è stato ufficialmente rilasciato e reso open source sul sito Github della NASA:https://github.com/nasa/PointCloudsVR

La scoperta scientifica non è l'unico beneficiario del laboratorio di Grubb.

I mondi VR e realtà aumentata (AR) possono aiutare gli ingegneri della NASA e oltre, disse Grubb. La realtà virtuale mette lo spettatore all'interno di un mondo simulato, mentre l'AR sovrappone le informazioni generate al computer al mondo reale. Da quando le prime cuffie "viali" sono arrivate sul mercato nel 2016, Grubb ha affermato che il suo team ha iniziato a sviluppare soluzioni, come il mondo di tracciamento delle stelle esplorato da Kuchner e Higashio, così come applicazioni pratiche virtuali per ingegneri che lavorano su esplorazione di nuova generazione e missioni di assistenza satellitare.

Applicazioni ingegneristiche

Il team VR/AR di Grubb sta ora lavorando per realizzare i primi incontri di realtà virtuale intra-agenzia, o revisioni di progettazione, oltre a supportare direttamente le missioni. I suoi clienti includono il progetto Restore-L che sta sviluppando una suite di strumenti, tecnologie, e le tecniche necessarie per estendere la durata della vita dei satelliti, la missione Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), e vari progetti di scienze planetarie.

"L'hardware è qui; il supporto è qui, " Grubb ha detto. "Il software è in ritardo, così come convenzioni su come interagire con il mondo virtuale. Non hai convenzioni semplici come pizzicare e ingrandire o come ogni mouse funziona allo stesso modo quando si fa clic con il tasto destro o sinistro."

È qui che entra in gioco la squadra di Grubb, Egli ha detto. Per superare questi problemi di usabilità, il team ha creato un framework chiamato Mixed Reality Engineering Toolkit e sta formando gruppi su come lavorarci. MRET, che è attualmente disponibile per le agenzie governative, assiste nell'analisi dei dati scientifici e consente la progettazione ingegneristica basata sulla realtà virtuale:dai progetti concettuali per CubeSats all'integrazione hardware simulata e ai test per missioni e visualizzazioni in orbita come quella per Restore-L.

Per ingegneri e progettisti di missioni e veicoli spaziali, La realtà virtuale offre risparmi sui costi nella fase di progettazione/costruzione prima di creare modelli fisici, disse Grubb. "Devi ancora costruire modelli, ma puoi elaborare molte delle iterazioni prima di passare al modello fisico, " ha detto. "Non è molto sexy per la persona media parlare di instradamento dei cavi, ma a un ingegnere, essere in grado di farlo in un ambiente virtuale e sapere di quanti cavi hai bisogno e che aspetto ha il percorso, è molto eccitante."

In un mockup della navicella spaziale Restore-L, Per esempio, Grubb ha mostrato come la simulazione VR avrebbe consentito a un ingegnere di "disegnare" un percorso del cavo attraverso gli strumenti e i componenti, e il software fornisce la lunghezza del cavo necessaria per seguire quel percorso. Percorsi utensile da costruire, riparazione, e hardware di servizio possono anche essere elaborati virtualmente, fino a se lo strumento si adatterà o meno e sarà utilizzabile in spazi ristretti.

Inoltre, Il team di Grubb ha lavorato con un team del Langley Research Center della NASA a Hampton, Virginia, la scorsa estate per capire come interagire con le visualizzazioni sulle reti di comunicazione della NASA. Quest'anno, hanno in programma di consentire alle persone di Goddard e Langley di interagire completamente con la visualizzazione. "Saremo nello stesso ambiente e quando indichiamo o manipoliamo qualcosa nell'ambiente, potranno vederlo, " ha detto Grubb.

Scienza aumentata:un futuro migliore

Per Kuchner e Higashio, l'idea di poter presentare le loro scoperte all'interno di un mondo VR condiviso è stata entusiasmante. E come Grubb, Kuchner crede che i visori VR saranno uno strumento scientifico più comune in futuro. "Perché non dovrebbe essere uno strumento di ricerca che è sulla scrivania di ogni astrofisico, " ha detto. "Penso che sia solo una questione di tempo prima che questo diventi un luogo comune."