В очакване на много лунни кацания предстоят, НАСА тества автономна лунна система за кацане в пустинята Мохаве в Калифорния. Системата се нарича „относителна навигационна система за терена“. Тества се при изстрелване и кацане на ракета „Зодиак“, изградена от Masten Space Systems. Тестът ще се случи в сряда, 11 септември.
Относителната навигация на терена ще има важно място в бъдещото изследване на Луната и Марс. Тя дава на космическите кораби изключително точни възможности за кацане без помощта на GPS, което очевидно не е достъпно в други светове. За ефективното му функциониране са нужни две неща: сателитни карти на терена, през които космическият апарат пътува, и точни камери.
За да използва система за относителна навигация на терена, космическият кораб трябва да има подробни сателитни карти на района, на който каца. След това използва камери, за да изобрази земята под нея. Полагайки изображенията на камерата върху нейните вградени карти, той може да „знае“ къде се намира и да достигне точно и безопасно до определеното му място за кацане.
Въпреки че ракетата в този тест е от космическите системи Masten, автономната система за кацане се разработва от Драпер лаборатория с нестопанска цел от Кеймбридж, Масачузетс. Основният изследовател на системата на Дрейпър е Матю Фриц. Фриц контрастира автономната система, която разработва, с това как астронавтите Аполон кацнаха на Луната.
„Компютърът на Орел нямаше система за подпомагане на зрението, която да се движи по отношение на лунния терен, така че Армстронг буквално гледаше през прозореца, за да разбере къде да се докосне“, каза Фриц. „Сега нашата система може да се превърне в„ очите “за следващия модул на лунната земя, който да помогне да се насочите към желаното място за кацане.“
"В бордовия компютър имаме заредени сателитни карти, а камерата действа като наш сензор", обясни Фриц в съобщение за пресата. „Камерата заснема изображения, докато землището лети по траектория и тези изображения се наслагват върху предварително заредените сателитни карти, които включват уникални характеристики на терена. След това, като картографираме функциите в изображенията на живо, можем да разберем къде е превозното средство спрямо характеристиките на картата. “
Космическото изследване е свързано с технологичния напредък като навигацията по отношение на терена. Космическите пътувания и технологиите са в цикъл за обратна връзка помежду си.
Когато астронавтите Аполон кацнаха на Луната, те го направиха ръчно. Това бяха мисии за повишаване на косата, при които пилотите извеждаха своите кацачи на лунната повърхност с очите, ръчното си сръчност и стоманените нерви. Програмата Аполон имаше компютър с насоки, който помогна на астронавтите да стигнат до Луната и да се върнат у дома, но по време на лунните кацания това зависи от космонавтите. Самият Армстронг заяви, че не се доверява на системата за насочване да кацне в кратера, в който е кацнал Аполон 11.
За астронавтите Аполон е, че никой не се е блъснал на Луната. Но с нарастващия интерес към Луната, включително програмата на Артемида на НАСА, автономната система за кацане ще бъде важен технологичен пробив.
Усилията на НАСА да разработи относителна навигация на терена датират от няколко години, до началото на 2000-те. Те работят с индустриални партньори като Draper и Masten Space Systems като част от проекта за безопасно и прецизно кацане - еволюция на интегрирани възможности (SPLICE). Общата цел е да се разработи „интегриран набор от възможности за кацане и избягване на опасности за планетарни мисии“.
Относителната навигация на терена е ключ към усилието. SPLICE включва също разработката на навигационен доплеров лидар, откриване на опасност лидар и разбира се мощен компютърен хардуер и софтуер, за да се съберат всичко това.
Благодарение на SPLICE бъдещите мисии до Луната - както с екипаж, така и без екипаж - ще бъдат много по-безопасни. За да постигне желаното ниво на безопасност, НАСА разчита на партньорите в индустрията да тестват всички тези технологии. Докато предстоящият тест в сряда ще включва ракета с тестово легло Masten, в крайна сметка тестването ще се проведе на по-модерни ракети, включително ракети за многократна употреба. В крайна сметка относителната навигационна система на терена Draper ще бъде тествана върху ракета Blue Origin New Shepard.
„Ако не разполагахме с тези интегрирани тестови тестове, много нови технологии за прецизно кацане може би все още седят в лаборатория или на хартия…“
Джон М. Карсън III, главен изследовател на проекта SPLICE.
„Тези видове търговски превозни средства ни предоставят изключително ценен начин да тестваме нови технологии за ориентиране, навигация и управление и да намалим техния риск при полети, преди да бъдат използвани в бъдещи мисии“, казва Джон М. Карсън III, главен изследовател на проекта SPLICE в НАСА Джонсън Космически център в Хюстън.
Навигационната система ще се тества не само върху различни ракети през етапите на своето развитие, но и върху стратосферни балони. „Като тестваме на различни платформи и на различна височина, ние можем да получим пълната гама от възможностите на алгоритъма“, обясни Фриц. „Това ни помага да определим къде ще трябва да преминем между сателитни карти за различните периоди на полета.“
Това постепенно тестване е ключово за цялостното развитие на тази автономна система за кацане. Работейки до по-сложни и скъпи ракети и тестови легла, рискът се контролира.
„Ако не разполагахме с тези интегрирани тестови тестове, много нови технологии за прецизно кацане все още може да седят в лаборатория или на хартия, като се смятат за твърде рискови за полет“, казва Карсън за ползата от тестовете за търговски полети. „Това ни дава много необходимата възможност да получим необходимите ни данни, да извършим необходимите ревизии и да изградим представа и увереност в това как тези технологии ще се представят на космически кораб.“
Технологиите от програмата SPLICE вече си пробиват път в космическите мисии. Планираното им включване в предстоящите търговски услуги за лунен полезен товар ще помогне на тази програма да достави малки десанти и гребци до южния полярен район на Луната. SPLICE технологиите също ще бъдат част от системата за виждане на кацане на Марс 2020.
Повече ▼:
- Прессъобщение: Един гигантски скок за лунна кацане
- Космически системи Masten
- Draper Laboratory
- CBS News: Луната, кацаща на 50: Нийл Армстронг в собствените си думи
