美國宇航局將在月球上展示自主導航系統

Mondo 科學 更新 2024-02-08

IM-1是美國宇航局為Intuitive Machines的NovA-C月球著陸器提供的首個商業發射計畫服務,將攜帶多個有效載荷到月球,包括月球節點-1,通過無線電信標展示自主導航,以支援月球軌道器,著陸器和地面人員之間的精確地理定位和導航。 美國宇航局的CLPS計畫負責監督小型機械人著陸器和漫遊車行業的發展,以支援美國宇航局的阿爾忒彌斯計畫。 美國宇航局。

當第二次CLPS(商業月球有效載荷服務)於2月中旬發射到月球時,其NASA有效載荷將包括一項實驗,該實驗可能會改變人類探險家、漫遊者和太空飛行器獨立跟蹤他們在月球和月球空間的精確位置的方式。

月球節點-1實驗(LN-1)展示了自主導航,是一種無線電信標,旨在支援著陸器、地面基礎設施和太空人的精確地理定位和導航觀測,以數字方式確認他們在月球上相對於其他太空飛行器、地面站或移動漫遊車的位置。 這些無線電信標也可用於太空,以幫助進行軌道機動並引導著陸器成功降落在月球表面。

想象一下,從你正在接近的海岸上的燈塔獲得驗證,而不是等待幾天前離開的母港的訊息,“LN-1的首席研究員、美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的導航系統工程師埃文·安扎隆說。

我們尋求提供的是乙個月球燈塔網路,提供可持續的、本地化的導航資產,使月球太空飛行器和地勤人員能夠快速準確地確認其位置,而不是依賴地球。

該系統旨在作為更廣泛的導航基礎設施的一部分執行,由一系列月球軌道衛星錨定,這些衛星是根據美國宇航局的月球通訊中繼和導航系統計畫採購的。總之,LN-1的未來版本將利用Lunanet定義的標準,提供來自地面信標和軌道資產的可互操作的導航參考訊號。

目前,地球以外的導航在很大程度上依賴於美國宇航局深空網路提供的點對點服務,這是乙個由巨型無線電天線組成的國際陣列,可將定位資料傳輸到行星際太空飛行器以保持其航向。 這些測量結果通常被傳回地球並在地面上進行處理,以將資訊傳回移動的車輛。

但是,當在軌道機動期間或穿越月球表面未知區域的探索者中每一秒都很重要時,LN-1提供了及時的改進,Anzalone說。

立方體衛星大小的實驗是美國宇航局休斯頓直觀機器交付清單中包含的六個有效載荷之一,該清單將通過SpaceX的獵鷹9號從佛羅里達州卡納維拉爾角發射。 這次發射名為IM-1,是該公司首次為NASA的CLPS計畫發射,該計畫負責監督支援NASA阿爾忒彌斯計畫的小型機械人著陸器和漫遊車的行業開發,測試和發射。

NOVA-C著陸器計畫降落在月球南極地區的月球撞擊坑Malapert A附近。

LN-1依賴於稱為MAPS(多太空飛行器自主定位系統)的聯網計算機導航軟體。 MAPS由Anzalone和NASA Marshall的研究人員開發,於2018年使用NASA的空間通訊和導航試驗台在國際空間站上成功進行了測試。

美國宇航局馬歇爾工程師對LN-1進行了所有結構設計,熱和電子系統開發,以及整合和環境測試,作為美國宇航局月球有效載荷計畫的一部分,該計畫由該機構的科學任務理事會資助。

Anzalone 和他的團隊於 2021 年交付了有效載荷,並在 COVID 大流行期間建造了它。 從那時起,他們改進了操作程式,對整合飛行系統進行了全面測試,並於 2023 年 10 月監督了 LN-1 在 Intuitive Machines 著陸器上的安裝。

Lunar Node-1 是一種自主導航有效載荷,將改變人類探險者安全穿越月球表面以及在月球軌道上生活和工作的方式,作為 Intuitive Machines 的 IM-1 任務的一部分等待公升空,這是 NASA 商業月球有效載荷服務計畫下的第乙個任務。 LN-1 是在阿拉巴馬州亨茨維爾的 NASA 馬歇爾太空飛行中心開發、建造和測試的。 **nasa/intuitive machines

在前往月球的旅途中,有效載荷將每天短暫地傳輸資訊。 登陸月球後,LN-1團隊將進行完整的系統審查,並在著陸後24小時內開始連續執行。

美國宇航局的深空網路將接收其傳輸,捕獲遙測、都卜勒跟蹤和其他資料,並將其中繼回地球。 位於加利福尼亞州帕薩迪納的美國宇航局噴氣推進實驗室和位於肯塔基州莫爾黑德的莫黑德州立大學的研究人員也將在整個任務中監測LN-1的傳輸,該任務計畫持續約10天。

最終,隨著技術的成熟和基礎設施的擴充套件,Anzalone預計LN-1將從月球海岸的燈塔演變為更廣泛基礎設施的關鍵部分,幫助NASA將其導航系統發展成更類似於繁華的大都市地鐵網路,每列火車在行駛複雜路線時都會被實時跟蹤。

太空飛行器,水面車輛,大本營和探索性挖掘,甚至月球表面的太空人,“Anzalone說。 “LN-1可以連線它們,幫助他們更準確地導航,建立乙個可靠和更自主的月球網路。

馬歇爾的LN-1團隊已經在與NASA的SCAN(空間通訊和導航)計畫進行討論,該計畫負責監督100多個NASA和合作夥伴的任務。 他們還與JAXA(日本宇宙航空研究開發機構)和ESA(歐洲航天局)進行磋商,通過互聯互通、可互操作的全球架構幫助航天國家團結起來。

最終,我們在月球上展示的這些技術和應用將在火星上至關重要,使下一代人類探險家在帶領我們進入太陽系時更安全、更自給自足,“Anzalone說。

NASA的CLPS計畫使NASA能夠從領先的航空航天業承包商那裡購買完整的商業機械人月球交付服務。 該提供商負責發射服務,擁有其著陸器設計,並領導著陸操作。

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