В ожидании многих посадок на Луну НАСА испытывает автономную систему посадки на Луну в пустыне Мохаве в Калифорнии. Система называется «система относительной навигации по местности». Он проходит испытания при запуске и посадке ракеты «Зодиак», построенной компанией Masten Space Systems. Тест состоится в среду, 11 сентября.
Относительная навигация местности будет играть важную роль в будущем исследовании Луны и Марса. Это дает космическим кораблям чрезвычайно точные возможности посадки без помощи GPS, который, очевидно, недоступен в других мирах. Для эффективного выполнения необходимы две вещи: спутниковые карты местности, по которой движется космический корабль, и точные камеры.
Для использования системы относительной навигации по местности космический корабль должен иметь подробные спутниковые карты района, на котором он приземляется. Затем он использует камеры для изображения земли под ним. Поместив изображения с камеры на свои бортовые карты, она может «знать», где она находится, и точно и безопасно добраться до назначенного места посадки.
Хотя ракета в этом тесте от Masten Space Systems, автономная система посадки разрабатывается некоммерческой лабораторией Draper в Кембридже, штат Массачусетс. Главный исследователь Дрэйпера для системы - Мэтью Фриц. Фриц противопоставляет автономную систему, которую он разрабатывает, тому, как астронавты Аполлона приземлились на Луну.
«У компьютера Игла не было системы визуального контроля для навигации по лунной местности, поэтому Армстронг буквально смотрел в окно, чтобы выяснить, где можно приземлиться», - сказал Фриц. «Теперь наша система может стать« глазками »для следующего модуля лунного корабля, чтобы помочь нацеливаться на желаемое место посадки».
«У нас есть бортовые спутниковые карты, загруженные в бортовой компьютер, и камера выступает в качестве нашего датчика», - пояснил Фриц в пресс-релизе. «Камера захватывает изображения, когда посадочный аппарат летит по траектории, и эти изображения накладываются на предварительно загруженные спутниковые карты, которые содержат уникальные особенности местности. Затем, сопоставляя объекты на живых изображениях, мы сможем узнать, где находится транспортное средство относительно объектов на карте ».
Исследование космоса - это все о технологических достижениях, таких как относительная навигация по местности. Космические путешествия и технологии находятся в петле обратной связи друг с другом.
Когда астронавты Аполлона приземлились на Луну, они сделали это вручную. Это были миссии по подъему волос, когда пилоты доставляли свои корабли на поверхность Луны своими глазами, ловкостью рук и стальными нервами. В программе «Аполлон» был компьютер-ориентир, который помог астронавтам добраться до Луны и вернуться домой, но во время лунных посадок дело было за астронавтами. Сам Армстронг сказал, что не верит, что система наведения приземлится в кратере, в котором приземлился Аполлон-11.
Это заслуга астронавтов Аполлона в том, что никто не врезался в Луну. Но с ростом интереса к Луне, включая программу НАСА «Артемис», автономная система посадки станет важным технологическим прорывом.
Усилия НАСА по разработке относительной навигации по местности относятся к началу 2000-х годов. Они работают с отраслевыми партнерами, такими как Draper и Masten Space Systems, в рамках проекта «Безопасное и точное приземление - эволюция интегрированных возможностей» (SPLICE). Общая цель заключается в разработке «интегрированного набора возможностей посадки и предотвращения опасности для планетарных миссий».
Относительная навигация по местности является ключом к усилиям. SPLICE также включает разработку навигационного доплеровского лидара, лидара обнаружения опасностей и, конечно, мощного компьютерного оборудования и программного обеспечения для объединения всего этого.
Благодаря SPLICE будущие миссии на Луну - как с экипажем, так и без экипажа - станут намного безопаснее. Для достижения желаемого уровня безопасности НАСА полагается на отраслевых партнеров для тестирования всех этих технологий. В то время как предстоящие в среду испытания будут включать ракету испытательного стенда Masten, в конечном итоге испытания будут проводиться на более совершенных ракетах, включая ракеты многоразового использования. В конечном итоге система относительной навигации Draper будет испытана на ракете Blue Origin New Shepard.
«Если бы у нас не было этих интегрированных полевых испытаний, многие новые технологии точной посадки все еще могли бы сидеть в лаборатории или на бумаге…»
Джон М. Карсон III, главный исследователь проекта SPLICE.
«Эти типы коммерческих транспортных средств предоставляют нам очень ценный способ тестирования новых технологий наведения, навигации и управления и снижения риска их полета перед использованием в будущих миссиях», - сказал Джон М. Карсон III, главный исследователь проекта SPLICE в НАСА Джонсон Космический центр в Хьюстоне.
Навигационная система будет испытана не только на различных ракетах на всех этапах ее разработки, но и на стратосферных воздушных шарах. «Тестируя на разных платформах и на разных высотах, мы смогли получить весь спектр возможностей алгоритма», - пояснил Фриц. «Это помогает нам определить, где нам нужно переключаться между спутниковыми картами для разных периодов полета».
Это постепенное тестирование является ключом ко всему развитию этой автономной системы посадки. Работая на более сложных и дорогих ракетах и испытательных стендах, риск контролируется.
«Если бы у нас не было этих интегрированных полевых испытаний, многие новые технологии точной посадки могли бы все еще находиться в лаборатории или на бумаге, считаясь слишком рискованными для полета», - сказал Карсон о преимуществах коммерческих летных испытаний. «Это дает нам очень необходимую возможность получать необходимые нам данные, вносить необходимые изменения и формировать понимание и уверенность в том, как эти технологии будут работать на космическом корабле».
Технологии программы SPLICE уже внедряются в космические миссии. Их запланированное включение в предстоящие Коммерческие службы лунной полезной нагрузки поможет этой программе доставить небольшие посадочные аппараты и вездеходы в южную полярную область Луны. Технологии SPLICE также будут частью системы видения «Марс 2020».
Больше:
- Пресс-релиз: один гигантский прыжок для лунного приземления
- Мастен Космические Системы
- Лаборатория драпировщиков
- Новости CBS: Луна приземляется в 50: Нил Армстронг в его собственных словах
