搭载代码的树莓派进入国际空间站！

前言

通过欧洲宇航派挑战赛（European Astro Pi Challenge），年轻人通过在国际空间站（ISS）上的树莓派（Raspberry Pi）计算机上运行代码的独特体验，参与计算编程。欧洲宇航派挑战赛是欧洲航天局（ESA）教育项目，与树莓派基金会合作开展，面向欧洲航天局成员国及合作伙伴国家中19岁以下的青少年开放。每年，该挑战赛设有两项任务：零号任务（Mission Zero）和太空实验室任务（Mission Space Lab）。

在太空实验室任务中，青少年团队合作编写用于国际空间站科学实验的程序计算机。我们会测试这些程序，确保其能够正常运行，并且不含可能对国际空间站及其网络产生不利影响的功能。最具创意且设计精良的程序将被选中部署到国际空间站，即获得“飞行状态”。这些程序随后将在国际空间站上的两台宇航派计算机上运行，这两台计算机是经过太空适配的树莓派，配备有摄像头和一系列环境传感器。

零号任务团队将艺术作品送入太空

今年，来自欧洲各地及符合条件的 ESA 成员国的 25,000 多名青年将他们的程序“上传”至国际空间站上的 Astro Pi 计算机，这些程序将在未来几周内运行。

零号任务是一项面向几乎无或仅有少量编程经验儿童的趣味活动。我们邀请年轻人创建一个 Python 程序，用于展示一幅 8×8 像素的图像或动画。该程序随后会被发送至国际空间站，每一幅像素艺术作品都将在国际空间站上的 Astro Pi 计算机的 LED 矩阵显示屏上展示 30 秒。

国际空间站上的 Astro Pi

我们将“动植物”作为青年像素艺术创作的灵感主题，因为该主题去年大受欢迎，今年也未让我们失望：今年，有 24,378 名青年提交了 16,039 件零号任务作品！

我们已对每个程序进行了测试，并很高兴地宣布，15,942 个零号任务程序将于 5 月中旬在国际空间站上运行。

我们再次对青年们创作的精彩图像和动画感到惊叹。在开展 Astro Pi 挑战赛的过程中，查看所有提交的作品是最令人愉悦且富有启发性的工作之一。以下是今年我们精选的一些最爱作品：

部分零号任务提交作品

不同方法：各团队如何计算国际空间站的速度

对于太空实验室任务，我们邀请经验更丰富的青年程序员迎接一项科学挑战：计算国际空间站绕地球运行的速度。

各团队的任务是编写一个程序，利用 Astro Pi 的传感器和可见光相机采集数据以进行计算，我们非常享受观察各团队采用的不同方法。

一些团队决定通过计算地球表面两张照片中两点之间的距离，并结合国际空间站经过这两点所需的时间来得出速度。这种方法需要运用特征提取技术，并需考虑地面采样距离（即从上方拍摄的地面图像中一个像素所代表的平方米数），以获得准确的结果。

我们还看到一些团队利用陀螺仪的数据，结合角度读数和照片来计算速度。还有一些团队则通过运动方程和加速度计的采样来推导速度。

从 Astro Pi 捕获的图像中提取的特征示例

所有从 Astro Pi 传感器获取多个样本或多张图像的团队，都必须决定如何输出国际空间站速度的最终估算值。大多数团队选择使用平均值。但也有少数团队选择根据先验知识（贝叶斯滤波）筛选样本，仅选择“最佳”样本，还有一些团队则使用机器学习模型和 Astro Pi 的机器学习加密狗来选择要使用的图像或数据样本。一些团队甚至在最终估算值中提供了置信度评分。

236 个太空实验室任务团队获得飞行资格

无论团队选择何种方式应对挑战，在他们的程序能够在国际空间站上运行之前，我们需要确保一些事项。首先，我们会检查他们是否遵循了挑战规则并满足国际空间站的安全要求。接下来，我们会检查程序能否在 Astro Pi 上无错误运行，因为国际空间站上的宇航员无法停下手中的工作来解决问题。

因此，所有提交给我们的程序都必须经过严格的测试流程，才能被送入太空。我们会在多台 Astro Pi 模拟设备上运行每个程序，然后按顺序运行所有程序，以确保没有问题。如果程序通过测试，就会被授予“飞行资格”，并可以发送到太空中运行。

今年，236支队伍被授予飞行资格。这些小组代表了来自欧洲22个国家和欧空局成员国的889名年轻人。这些年轻人的平均年龄是15岁，其中27%是女孩。英国获得飞行资格的队伍最多(61支)，其次是捷克共和国(23支)和罗马尼亚(22支)。你可以在年度Astro Pi impact报告中看到这与去年的对比，并探索参与者数据的其他细分。

我们祝贺所有获得飞行资格的太空实验室团队:这是一个伟大的成就。所有这些团队都将被邀请参加6月份与欧空局宇航员的在线现场问答。我们迫不及待地想知道你会向我们提出什么样的宇航员问题。

暂停给国际空间站充电

通常，Astro Pi程序从四月底持续运行到五月底。然而，今年，在我们头顶的天空中发生了一件有趣的事情，这意味着节目将暂停几天。国际空间站将移动其在“β角”的位置，并旋转其方向，以最大限度地利用其太阳能电池板捕捉阳光。

国际空间站通常需要90分钟完成它的轨道，其中45分钟在阳光下，45分钟在黑暗中。当它沿着β角移动时，它将处于持续的阳光中，允许它捕获大量的太阳能并给电池充电。在新的方位，国际空间站暴露在太阳增加的热量下，所以百叶窗必须关闭，以帮助宇航员保持凉爽。这意味着几天内不可能拍摄地球表面的照片。

接下来呢？

一旦所有的程序运行完毕，我们将把实验中收集到的数据发送给太空实验室小组。所有成功的零任务和任务空间实验室团队和导师也将获得个人证书，以表彰他们的任务完成。

原文地址：

https://www.raspberrypi.org/blog/young-peoples-astro-pi-code-is-sent-to-the-international-space-station/