V pričakovanju prihodnosti številnih Lunovih pristankov NASA testira avtonomni sistem lunarnega pristajanja v puščavi Mojave v Kaliforniji. Sistem se imenuje "relativni navigacijski sistem na terenu". Preizkuša se ob izstrelitvi in pristanku rakete zodiaka, ki jo je izdelala družba Masten Space Systems. Test se bo zgodil v sredo, 11. septembra.
Relativna plovba na terenu bo vidna v prihodnjem raziskovanju Lune in Marsa. Vesoljskim plovilom daje izjemno natančne zmogljivosti za pristajanje brez pomoči GPS, ki očitno ni na voljo v drugih svetovih. Za učinkovito delovanje potrebujeta dve stvari: satelitski zemljevid terena, po katerem vesoljsko plovilo potuje, in natančne kamere.
Za uporabo relativnega navigacijskega sistema na terenu mora vesoljsko plovilo imeti podrobne satelitske karte območja, na katerem pristaja. Nato uporablja kamere za snemanje tal pod njim. S postavitvijo slik fotoaparata na vgrajene zemljevide lahko "ve", kje je, in natančno in varno doseči določeno pristajalno mesto.
Čeprav je raketa v tem testu iz vesoljskih sistemov Masten, avtonomni sistem pristajanja razvija neprofitni Draper Laboratory iz Cambridgea v Massachusettsu. Glavni preiskovalec sistema v sistemu Draper je Matthew Fritz. Fritz je v nasprotju z avtonomnim sistemom, ki ga razvija, s tem, kako so astronavti Apolona pristali na Luni.
"Orlov računalnik ni imel sistema, ki bi mu pomagal z vidom, da bi se lahko premikal glede na lunarni teren, zato je Armstrong dobesedno gledal skozi okno, da bi ugotovil, kam se lahko dotakne," je dejal Fritz. "Zdaj bi naš sistem lahko postal" oči "za naslednji modul lunarne zemlje, da bi pomagal usmeriti želeno pristajalno mesto."
"Na letalnem računalniku imamo naložene satelitske zemljevide in kamera deluje kot naš senzor," je v sporočilu za javnost pojasnil Fritz. "Kamera zajema slike, ko lander leti po poti in te slike se prekrivajo na vnaprej naloženih satelitskih zemljevidih, ki vključujejo edinstvene značilnosti terena. Nato s preslikavo funkcij na slikah v živo lahko vemo, kje je vozilo glede na lastnosti na zemljevidu. "
Raziskovanje vesolja temelji na tehnološkem napredku, kot je relativna navigacija na terenu. Vesoljska potovanja in tehnologija so v zanki povratnih informacij.
Ko so astronavti Apolona pristali na Luni, so to storili ročno. To so bile misije za dvigovanje las, kjer so piloti pripeljali svoje kopence na lunarno površino z očmi, ročno spretnostjo in jeklenimi živci. Program Apollo je imel računalnik z usmeritvami, ki je pomagal astronavtom priti na Luno in se vrniti domov, toda med lunarnimi pristanki je bilo odvisno od astronavtov. Sam Armstrong je dejal, da ne zaupa usmerjevalnemu sistemu, da bi pristal v kraterju, v katerega je pristal Apollo 11.
Zasluge astronomom Apolona so zasluge, da noben ni strmoglavil na Luno. Toda z naraščajočim zanimanjem za Luno - vključno z Nasinim programom Artemis - bo avtonomni pristajalni sistem pomemben tehnološki preboj.
Nasina prizadevanja za razvoj relativne navigacije na terenu segajo v nekaj let, do zgodnjih 2000-ih. Sodelujejo s partnerji v industriji, kot so vesoljski sistemi Draper in Masten, kot del projekta varnega in natančnega pristanka - razvoj integriranih zmogljivosti (SPLICE). Splošni cilj je razviti "integriran nabor zmogljivosti za pristajanje in preprečevanje nevarnosti za planetarne misije."
Relativna navigacija na terenu je ključna za trud. SPLICE vključuje tudi razvoj navigacijskega Doppler lidarja, lidar za odkrivanje nevarnosti in seveda zmogljivo računalniško strojno in programsko opremo, da bi vse to združili.
Zahvaljujoč SPLICE bodo bodoče misije na Luno - tako posadke kot tudi brez posadke - veliko varnejše. Za dosego želene stopnje varnosti se NASA zanaša na vse industrijske partnerje, da preskusijo vse te tehnologije. Medtem ko bo v sredo na preizkusu raketa Masten, bo testiranje potekalo na bolj naprednih raketah, vključno z raketami za večkratno uporabo. Sčasoma bo Draperjev relativni navigacijski sistem preizkušen na modri raketi Blue Origin New Shepard.
"Če ne bi imeli teh integriranih terenskih testov, bi v laboratoriju ali na papirju še vedno sedelo veliko novih tehnologij natančnega pristajanja ..."
John M. Carson III, glavni raziskovalec projekta SPLICE.
"Te vrste gospodarskih vozil nam nudijo zelo dragocen način za preizkušanje novih tehnologij vodenja, navigacije in nadzora in zmanjšanje njihovega tveganja letenja, preden jih uporabimo v prihodnjih misijah," je dejal John M. Carson III, glavni raziskovalec projekta SPLICE v Nasinem Johnsonu Vesoljski center v Houstonu.
Navigacijski sistem se ne bo testiral le na različnih raketah v vseh fazah njegovega razvoja, temveč tudi na stratosferskih balonih. "S testiranjem na različnih platformah in na različnih višinah lahko dobimo celoten razpon zmogljivosti algoritma," je pojasnil Fritz. "To nam pomaga ugotoviti, kje bomo morali preiti med satelitske zemljevide za različna obdobja leta."
To postopno testiranje je ključnega pomena za celoten razvoj tega avtonomnega sistema pristajanja. S tveganjem nadziramo bolj zapletene in dražje rakete in testne postelje.
"Če ne bi imeli teh integriranih terenskih testov, bi lahko veliko novih tehnologij natančnega pristajanja še vedno sedelo v laboratoriju ali na papirju, kar bi se jim zdelo preveč tvegano za let," je o prednosti tržnih letalskih testov dejal Carson. "To nam daje zelo potrebno priložnost, da dobimo potrebne podatke, opravimo potrebne revizije in zgradimo vpogled in zaupanje v delovanje teh tehnologij na vesoljskem plovilu."
Tehnologije iz programa SPLICE se že podajajo v vesoljske misije. Njihova načrtovana vključitev v prihajajoče komercialne storitve Lunarne obremenitve bo pripomogla, da bo ta program dostavil majhne pristajalce in roverje v južni polarni predel Lune. Tehnologije SPLICE bodo tudi del sistema videnja zemeljskih površin Mars 2020.
Več:
- Sporočilo za javnost: En velikanski skok za navigacijo po lunarnem pristajanju
- Vesoljski sistemi Masten
- Draper Laboratory
- CBS News: Luna pristala pri 50: Neil Armstrong v svojih lastnih besedah
