נאס"א בודקת טכנולוגיית נחיתה ירחית אוטונומית

Send

בצפייה לנחיתות רבות של ירח שיבואו, נאס"א בוחנת מערכת נחיתה ירח אוטונומית במדבר מוג'אב בקליפורניה. המערכת נקראת "מערכת ניווט פנימית יחסית". זה נבחן בשיגור ונחיתה של רקטת גלגל המזלות, שנבנתה על ידי Masten Space Systems. המבחן יתקיים ביום רביעי, 11 בספטמבר.

ניווט בשטח יחסי יבוא באופן בולט בחקירה עתידית של הירח ומאדים. זה נותן לחלליות יכולות נחיתה מדויקות במיוחד ללא עזרה של GPS, שברור שאינו זמין בעולמות אחרים. הוא זקוק לשני דברים כדי לבצע ביעילות: מפות לוויין של השטח שאליו עוברת החללית, ומצלמות מדויקות.

כדי להשתמש במערכת ניווט יחסית בשטח, חללית חייבת לכלול מפות לוויין מפורטות של האזור עליו הוא נוחת. לאחר מכן היא משתמשת במצלמות כדי לתאר את הקרקע שמתחתיה. על ידי הנחת תמונות המצלמה על גבי מפות השולחן שלה, היא מסוגלת "לדעת" היכן היא נמצאת ולהגיע למקום הנחיתה המיועד שלה במדויק ובבטיחות.

למרות שהטיל במבחן זה הוא ממסטאן חלל מערכות, מערכת הנחיתה האוטונומית מפותחת על ידי מעבדת דרייפר ללא מטרות רווח מקיימברידג ', מסצ'וסטס. החוקר הראשי של דרייפר במערכת הוא מתיו פריץ. פריץ מנוגד למערכת האוטונומית שהוא מפתח עם האסטרונאוטים של אפולו על הירח.

"למחשב של איגל לא הייתה מערכת עם חזון לניווט יחסית לשטח הירח, כך שארמסטרונג ממש הסתכל מהחלון כדי להבין איפה לגעת", אמר פריץ. "כעת, המערכת שלנו יכולה להפוך ל'עיניים 'למודול הנחתת הירחי הבא כדי לעזור במיקוד למיקום הנחיתה הרצוי."

"יש לנו מפות לוויין על גבי הטעינה למחשב הטיסה ומצלמה פועלת כחיישן שלנו", הסביר פריץ בהודעה לעיתונות. "המצלמה מצלמת תמונות כאשר הנחתת עפה על מסלול מסלול ותמונות אלה מכוסות על מפות הלוויין שהועמדו מראש הכוללות תכונות שטח ייחודיות. ואז על ידי מיפוי התכונות בתמונות החיות, אנו יכולים לדעת היכן הרכב יחסית לתכונות במפה. "

חקר החלל עוסק בהתקדמות טכנולוגית כמו ניווט יחסית בשטח. מסעות בחלל וטכנולוגיה נמצאים בתוך לולאת משוב זה עם זה.

כאשר האסטרונאוטים של אפולו נחתו על הירח, הם עשו זאת ידנית. אלה היו משימות מסמרות שיער, בהן טייסים הביאו את הנחתים שלהם אל פני הירח בעיניים שלהם, הכישוף הידני שלהם ועצבי הפלדה. לתוכנית אפולו היה מחשב הדרכה שעזר לאסטרונאוטים להגיע לירח ולחזור הביתה, אך במהלך נחיתות ירח זה היה תלוי באסטרונאוטים. ארמסטרונג עצמו אמר שהוא לא סומך על מערכת ההנחיה לנחות במכתש שאפולו 11 נחת בה.

זהו זיכוי לאסטרונאוטים של אפולו שאיש מהם לא התנגש בירח. אך עם התעניינות גוברת בירח - כולל תוכנית Artemis של נאס"א - מערכת נחיתה אוטונומית תהיה פריצת דרך טכנולוגית חשובה.

המאמץ של נאס"א לפתח ניווט יחסית בשטח נמשך כמה שנים, לראשית שנות האלפיים. הם עובדים עם שותפים בתעשייה כמו דרייפר ומיסטן חלל מערכות כחלק מפרויקט הנחיתה הבטוחה והמדויקת - Integrated Capabilities Evolution (SPLICE). המטרה הכוללת היא לפתח "חבילה משולבת של יכולות נחיתה והימנעות מפגעים למשימות פלנטריות."

ניווט בשטח יחסית הוא מפתח למאמץ. SPLICE כולל גם פיתוח של ניווט דופלר ניווט, לידר לזיהוי סכנות וכמובן חומרת מחשב ותוכנה עוצמתית להפגיש את הכל.

הודות ל- SPLICE, משימות עתידיות לירח - הן אנשי צוות והן חסרי צוות - יהיו הרבה יותר בטוחות. כדי להשיג את רמת הבטיחות הרצויה, נאס"א מסתמכת על שותפים בתעשייה כדי לבדוק את כל הטכנולוגיות הללו. בעוד שהבדיקה הקרובה של יום רביעי תציג טיל מיטת מבחן Masten, בסופו של דבר הבדיקה תתקיים על טילים מתקדמים יותר, כולל רקטות לשימוש חוזר. בסופו של דבר מערכת הניווט היחסית של שטח דרייפר תיבחן על רקטת Blue Shepard New Origin.

"אם לא היו לנו את מבחני השדה המשולבים האלה, הרבה טכנולוגיות נחיתה דיוק חדשות עשויות עדיין לשבת במעבדה או על נייר ..."
ג'ון מ. קרסון השלישי, החוקר הראשי של פרויקט SPLICE.

ג'ון מ קרסון השלישי, החוקר הראשי של פרויקט SPLICE בג'ונסון נאס"א של נאס"א, אמר כי "סוגים אלו של כלי רכב מסחריים מספקים לנו דרך חשובה ביותר לבחון טכנולוגיות הדרכה, ניווט ובקרה חדשות ולהפחתת סיכון הטיסה שלהם לפני שהם מנוצלים במשימות עתידיות. מרכז החלל ביוסטון.

מערכת הניווט תיבחן לא רק על מגוון רקטות לאורך כל שלבי התפתחותה, אלא גם על בלוני סטרטוספרי. "על ידי בדיקה בפלטפורמות שונות ובגבהים שונים אנו יכולים להשיג את הטווח המלא של יכולות האלגוריתם", הסביר פריץ. "זה עוזר לנו לזהות היכן נצטרך לעבור בין מפות לוויין לתקופות שונות של הטיסה."

בדיקה הדרגתית זו היא המפתח לכל התפתחותה של מערכת נחיתה אוטונומית זו. על ידי כך שהם עובדים בדרך אל רקטות ומערכות בדיקה מורכבות ויקרות יותר, נשלטת הסיכון.

"אם לא היו לנו מבחני שדה משולבים אלה, הרבה טכנולוגיות נחיתה דיוק חדשות עשויות עדיין לשבת במעבדה או על הנייר, ונחשבות כמסוכנות מדי לטיסה", אמר קרסון מהיתרון של מבחני טיסה מסחריים. "זה נותן לנו את ההזדמנות הנחוצה מאוד לקבל את הנתונים הדרושים לנו, לבצע את התיקונים הנדרשים ולבנות תובנה וביטחון לגבי ביצועי הטכנולוגיות הללו בחללית."

טכנולוגיות מתוכנית SPLICE כבר עושות את דרכן למשימות חלל. שילובם המתוכנן בשירותי עומסי הירח המסחריים הקרובים יסייעו לאותה תוכנית להעביר נחתים קטנים ומשתתפים לאזור הקוטב הדרומי של הירח. טכנולוגיות SPLICE יהיו גם חלק ממערכת חזון הנחתת של מארס 2020.