Εν αναμονή πολλών προσεγγίσεων που θα έρθουν στη Σελήνη, η NASA δοκιμάζει ένα αυτόνομο σεληνιακό σύστημα προσγείωσης στην έρημο Mojave στην Καλιφόρνια. Το σύστημα ονομάζεται «σχετικό σύστημα πλοήγησης εδάφους». Δοκιμάζεται σε μια εκτόξευση και προσγείωση ενός πυραύλου Zodiac, που κατασκευάστηκε από την Masten Space Systems. Το τεστ θα πραγματοποιηθεί την Τετάρτη 11 Σεπτεμβρίου.
Η σχετική πλοήγηση του εδάφους θα είναι εμφανής στη μελλοντική εξερεύνηση της Σελήνης και του Άρη. Προσφέρει διαστημόπλοια εξαιρετικά ακριβείς δυνατότητες προσγείωσης χωρίς τη βοήθεια GPS, το οποίο προφανώς δεν είναι διαθέσιμο σε άλλους κόσμους. Χρειάζεται δύο πράγματα για να αποδώσει αποτελεσματικά: δορυφορικούς χάρτες του εδάφους που ταξιδεύει το διαστημικό σκάφος και ακριβείς κάμερες.
Για να χρησιμοποιήσετε ένα σχετικό σύστημα πλοήγησης εδάφους, ένα διαστημικό σκάφος πρέπει να διαθέτει λεπτομερείς δορυφορικούς χάρτες της περιοχής στην οποία προσγειώνεται. Στη συνέχεια, χρησιμοποιεί κάμερες για να απεικονίσει το έδαφος κάτω από αυτό. Τοποθετώντας τις εικόνες της κάμερας πάνω στους χάρτες του, είναι σε θέση να «γνωρίζει» πού βρίσκεται και να φτάσει με ακρίβεια και ασφάλεια στο καθορισμένο σημείο προσγείωσης.
Αν και ο πύραυλος σε αυτό το τεστ προέρχεται από το Masten Space Systems, το αυτόνομο σύστημα προσγείωσης αναπτύσσεται από το μη κερδοσκοπικό εργαστήριο Draper του Cambridge της Μασαχουσέτης. Ο κύριος ερευνητής του Draper για το σύστημα είναι ο Matthew Fritz. Ο Fritz αντιπαραβάλλει το αυτόνομο σύστημα που αναπτύσσει με το πώς προσγειώθηκαν οι αστροναύτες του Απόλλωνα στη Σελήνη.
«Ο υπολογιστής του Eagle δεν είχε σύστημα οπτικής υποβοήθησης για πλοήγηση σε σχέση με το σεληνιακό έδαφος, οπότε ο Άρμστρονγκ έβλεπε κυριολεκτικά έξω από το παράθυρο για να καταλάβει πού πρέπει να αγγίξει», δήλωσε ο Fritz. «Τώρα, το σύστημά μας θα μπορούσε να γίνει το« μάτι »για την επόμενη ενότητα σεληνιακής προσγείωσης για να βοηθήσει στη στόχευση της επιθυμητής θέσης προσγείωσης.
«Έχουμε φορτωμένους δορυφορικούς χάρτες στον υπολογιστή πτήσης και μια κάμερα λειτουργεί ως αισθητήρας μας», εξήγησε ο Fritz σε δελτίο τύπου. «Η κάμερα καταγράφει εικόνες καθώς το lander πετά κατά μήκος μιας τροχιάς και αυτές οι εικόνες επικαλύπτονται στους προ-φορτωμένους δορυφορικούς χάρτες που περιλαμβάνουν μοναδικά χαρακτηριστικά εδάφους. Στη συνέχεια, χαρτογραφώντας τις λειτουργίες στις ζωντανές εικόνες, μπορούμε να γνωρίζουμε πού το όχημα σχετίζεται με τις δυνατότητες του χάρτη. "
Η εξερεύνηση του διαστήματος αφορά την τεχνολογική πρόοδο όπως τη σχετική πλοήγηση εδάφους. Τα διαστημικά ταξίδια και η τεχνολογία βρίσκονται σε ανατροφοδότηση μεταξύ τους.
Όταν οι αστροναύτες του Απόλλωνα προσγειώθηκαν στη Σελήνη, το έκαναν χειροκίνητα. Ήταν αποστολές αναζωογόνησης, όπου οι πιλότοι έφεραν τους εκφορτωτές τους στη σεληνιακή επιφάνεια με τα μάτια τους, τη χειροκίνητη επιδεξιότητά τους και τα νεύρα του χάλυβα. Το πρόγραμμα Apollo είχε έναν υπολογιστή καθοδήγησης που βοήθησε τους αστροναύτες να φτάσουν στη Σελήνη και να επιστρέψουν στην πατρίδα τους, αλλά κατά τη διάρκεια της σεληνιακής προσγείωσης εξαρτάται από τους αστροναύτες. Ο ίδιος ο Άρμστρονγκ είπε ότι δεν εμπιστεύτηκε το σύστημα καθοδήγησης για να προσγειωθεί στον κρατήρα στον οποίο προσγειώθηκε ο Απόλλων 11.
Είναι πίστωση στους αστροναύτες του Απόλλωνα που κανένας δεν συντρίβει στη Σελήνη. Αλλά με το αυξανόμενο ενδιαφέρον για τη Σελήνη - συμπεριλαμβανομένου του προγράμματος Artemis της NASA - ένα αυτόνομο σύστημα προσγείωσης θα είναι μια σημαντική τεχνολογική πρόοδος.
Η προσπάθεια της NASA να αναπτύξει σχετική πλοήγηση εδάφους χρονολογείται από μερικά χρόνια, στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Συνεργάζονται με συνεργάτες του κλάδου, όπως το Draper και το Masten Space Systems, στο πλαίσιο του έργου Safe and Precise Landing - Integrated Capilities Evolution (SPLICE). Ο γενικός στόχος είναι να αναπτυχθεί μια «ολοκληρωμένη σουίτα προσγείωσης και ικανότητας αποφυγής κινδύνου για πλανητικές αποστολές».
Η σχετική πλοήγηση εδάφους είναι το κλειδί για την προσπάθεια. Το SPLICE περιλαμβάνει επίσης την ανάπτυξη Doppler lidar πλοήγησης, lidar ανίχνευσης κινδύνου και φυσικά ισχυρό υλικό και λογισμικό υπολογιστή για να τα συνδυάσετε όλα.
Χάρη στο SPLICE, οι μελλοντικές αποστολές στη Σελήνη - τόσο πληρώματος όσο και μη πληρώματος - θα είναι πολύ πιο ασφαλείς. Για να επιτύχει το επιθυμητό επίπεδο ασφάλειας, η NASA βασίζεται σε βιομηχανικούς εταίρους για να δοκιμάσει όλες αυτές τις τεχνολογίες. Ενώ η επερχόμενη δοκιμή της Τετάρτης θα περιλαμβάνει έναν πύραυλο δοκιμής Masten, τελικά η δοκιμή θα πραγματοποιηθεί σε πιο προηγμένους πυραύλους, συμπεριλαμβανομένων των επαναχρησιμοποιήσιμων πυραύλων. Τελικά, το σχετικό σύστημα πλοήγησης εδάφους Draper θα δοκιμαστεί σε έναν πύραυλο Blue Origin New Shepard.
"Εάν δεν είχαμε αυτές τις ολοκληρωμένες δοκιμές πεδίου, πολλές νέες τεχνολογίες προσγείωσης ακριβείας ενδέχεται να εξακολουθούν να βρίσκονται σε εργαστήριο ή σε χαρτί ..."
John M. Carson III, κύριος ερευνητής για το έργο SPLICE.
«Αυτοί οι τύποι εμπορικών οχημάτων μας παρέχουν έναν πολύτιμο τρόπο για να δοκιμάσουμε νέες τεχνολογίες καθοδήγησης, πλοήγησης και ελέγχου και να μειώσουμε τον κίνδυνο πτήσης τους πριν χρησιμοποιηθούν σε μελλοντικές αποστολές», δήλωσε ο John M. Carson III, κύριος ερευνητής του έργου SPLICE στο Johnson της NASA Διαστημικό Κέντρο στο Χιούστον.
Το σύστημα πλοήγησης θα δοκιμαστεί όχι μόνο σε μια ποικιλία πυραύλων σε όλα τα στάδια της ανάπτυξής του, αλλά και σε στρατοσφαιρικά μπαλόνια. «Δοκιμάζοντας σε διαφορετικές πλατφόρμες και σε διαφορετικά υψόμετρα είμαστε σε θέση να αποκτήσουμε το πλήρες φάσμα των δυνατοτήτων του αλγορίθμου», εξήγησε ο Fritz. "Αυτό μας βοηθά να προσδιορίσουμε πού θα χρειαστεί μετάβαση μεταξύ δορυφορικών χαρτών για διαφορετικές περιόδους της πτήσης."
Αυτή η σταδιακή δοκιμή είναι το κλειδί για ολόκληρη την ανάπτυξη αυτού του αυτόνομου συστήματος προσγείωσης. Εργαζόμενοι σε πιο περίπλοκους και ακριβούς πυραύλους και δοκιμαστικά κρεβάτια, ο κίνδυνος ελέγχεται.
"Εάν δεν είχαμε αυτές τις ολοκληρωμένες δοκιμές πεδίου, πολλές νέες τεχνολογίες προσγείωσης ακριβείας ενδέχεται να εξακολουθούν να βρίσκονται σε εργαστήριο ή σε χαρτί, που θεωρούνται πολύ επικίνδυνες για πτήση", δήλωσε ο Carson για το όφελος των εμπορικών δοκιμών πτήσης. "Αυτό μας δίνει την πολύ απαραίτητη ευκαιρία να λάβουμε τα δεδομένα που χρειαζόμαστε, να κάνουμε τις απαραίτητες αναθεωρήσεις και να δημιουργήσουμε γνώσεις και αυτοπεποίθηση για το πώς θα αποδώσουν αυτές οι τεχνολογίες σε ένα διαστημικό σκάφος."
Οι τεχνολογίες από το πρόγραμμα SPLICE έχουν ήδη εισέλθει σε διαστημικές αποστολές. Η προγραμματισμένη ένταξή τους σε επερχόμενες εμπορικές υπηρεσίες σεληνιακού ωφέλιμου φορτίου θα βοηθήσει αυτό το πρόγραμμα να παραδώσει μικρούς εκφορτωτές και αναβάτες στη νότια πολική περιοχή της Σελήνης. Οι τεχνολογίες SPLICE θα είναι επίσης μέρος του συστήματος προσγείωσης οράματος Mars 2020.
Περισσότερο:
- Δελτίο Τύπου: Ένα γιγαντιαίο άλμα για πλοήγηση σεληνιακή προσγείωση
- Διαστημικά συστήματα Masten
- Εργαστήριο Draper
- CBS News: Η Σελήνη προσγειώνεται στα 50: Ο Neil Armstrong στα δικά του λόγια
