NI帮助NASA（美国航空航天局）探索宇宙起源

为了进一步深入研究大爆炸理论，帮助科学家们一窥宇宙起源，NASA计划于2013 年发射下一代詹姆士韦伯（James Webb）太空望远镜。在韦伯望远镜上，NASA 将采用新的材料来研制更大的光圈，采用最新技术采集微弱光信号，并在其中集成微快门阵列来同时获取上百个光谱信号。其在多项研究功能上，都将远远超越著名的哈勃望远镜。其中，关键创新之一是“微快门”（Microshutter）技术的使用，它被使用在近红外分光计上，能阻隔空间中离望远镜较近的物体发出的多余光线，使来自遥远物体的光亮通过（想像你在强光下，眯起眼睛看东西的情景）。这就使韦伯能对宇宙早期形成的恒星和星系发出的微弱光线具备更好的聚焦功能，从而观测到更久远的宇宙历史。而韦伯运行轨道高度将数千倍于哈勃，几乎不可能派遣航天员维护。为此，NASA 对这项新技术进行了反复的测试，不断进行反馈与设计改进，以充分确保其能顺利执行工作任务。

操作微快门阵列：

这项运用在韦伯上的“微快门”技术，需要由上万个大小仅100× 200 微米（几根头发丝的宽度）的开关构成，它们可以独立地打开或者关闭，以创建一个基于传感器感兴趣区域的图像掩模。这对整个系统的设计、验证都提出了极大的挑战。在实际运行的时候，当被观察物体存在的时候开关元件被打开，当探测器中被观察物体之间存在干涉和冲突的时开关元件被关闭。

NASA采用磁体来控制开关，当磁体经过开关元件表面的时候，开关被打开，同时，NASA 在开关元件相应的行列位置加上一个电压，这样当磁铁越过之后开关也能够被保持打开，而没有电压的开关则被关闭。

集成测试器硬件

设计微快门的测试器有两个目的：1）为设计方案提供反馈和修改意见，2）估计微快门的使用寿命。由于测试环境必须模仿太空环境，所以软件环境必须能够进行系统监测，并通过GPIB 连接仪器控制环境温度和压力。在软件环境下，用户可以对温度状况进行调解以方针太阳的温度。

为了验证设计并估计微快门使用时间，自动测试器在采集图像时以一定的间隔不断的对开关进行操作。电源由GPIB 电源和数位驱动继电器提供。NI PCI-7344 控制器和MID-7604 驱动器控制磁铁的运动以及一个三轴的相机的位置，相机在测试过程中可以获取图像。当用户发现问题的时候，系统可以被配置成一个高分辨率的图像镶嵌模式，在这种模式下，可以获得4微米的分辨率。

灵活的测试方法获得技术的发展

在测试中NASA采用了模块化的测试软件来配置自定义的测试系统，使得在添加或者改变仪器的时候，代码需要做的改变为最小。在可控环境中复制测试需要软件能够同时运行两个测试。

LabVIEW能够同时连接多种不同的仪器，同时代码的可移植性使得LabVIEW 成为NASA 的最佳选择。

一个测试步骤实际上是预先定义好的一系列命令的集合，这些命令都是预先定义好的函数，它们会被送到测试器中进行执行。采用了测试步骤之后，用户可以直接进行新的测试而不需要更改代码。与此同时，为了预防测试站的设备更新，相机的仪器驱动也被设计成能够快速根据新添加的仪器进行调整的类型。除此之外，当设备被更换，底层代码更换后，在软件中带有图像对象的程序的属性和方法也不会改变。通过这样的方法，整个测试软件可以无缝地在一个软件版本下与新的相机相连接，更重要的是，不需要更新测试的步骤。

缩短开发时间，降低开发成本

首先，在NI LabVIEW平台下，NASA完美的建立了测试所必须的太空仿真环境。由于能够很好的控制温度、压力条件，还可以把太阳产生的热扰动因素也考虑在内。在该环境中，利用LabVIEWFPGA 及运动控制技术，可以达到对“微快门”复杂的开关阵列进行灵活、可靠的控制，再结合NI 图像采集与处理技术得出判断结果。这样即能够一次性完成整体系统的测试，又可以评估单个开关寿命，使“微快门”系统设计日臻完美。

带有微快门技术的近红外分光计使得科学家们能够同时通过韦伯太空望远镜分辨出数百个不同的光谱。这项新技术将保证NASA捕获现今无法想像的数据，但却需要被证明具备足够的工作寿命。自动化测试系统能够提供用户可以自定义的测试步骤，并且可以以最小的工作量快速调试到不同的测试仪器中，帮助了NASA研究“微快门”的性能并验证其可行性。通过LabVIEW，NASA 快速开发出模块化的测试应用，提供了充足的时间，并在开发的早期阶段就能发现和诊断出问题。