NASAが自律型月着陸技術をテスト

Send

来るべき多くの月面着陸を見越して、NASAはカリフォルニアのモハーベ砂漠で自律月着陸システムをテストしています。このシステムは「地形相対ナビゲーションシステム」と呼ばれます。 Masten Space Systemsが開発した干支ロケットの打ち上げと着陸でテストされています。テストは9月11日水曜日に行われます。

地形相対ナビゲーションは、月と火星の将来の探査で顕著に現れます。それは、GPSの助けなしに宇宙船に非常に正確な着陸能力を与えます、それは明らかに他の世界では利用できません。効果的に実行するには、2つのことが必要です。宇宙船が移動する地形の衛星地図と正確なカメラです。

地形相対ナビゲーションシステムを使用するには、宇宙船が着陸するエリアの詳細な衛星マップが必要です。次に、カメラを使用してその下の地面を撮像します。搭載された地図の上にカメラ画像を配置することで、カメラの位置を「知る」ことができ、指定された着陸地点に正確かつ安全に到達できます。

このテストのロケットはMasten Space Systemsのものですが、自律着陸システムはマサチューセッツ州ケンブリッジの非営利Draper研究所によって開発されています。ドレイパーのシステムの主任調査官はマシューフリッツです。フリッツは、彼が開発している自律システムと、アポロ宇宙飛行士が月に着陸した方法を対比しています。

「イーグルのコンピューターには、月面地形を基準にナビゲートする視覚支援システムがなかったため、アームストロングは文字通り窓を見てどこに着地するかを見つけていました」とフリッツ氏は語った。「今、私たちのシステムは、次の月面着陸船モジュールの「目」になり、目的の着陸場所をターゲットにするのに役立ちます。」

フリッツ氏はプレスリリースで「フライトコンピュータに搭載された衛星マップが搭載されており、カメラがセンサーとして機能します」と説明しています。「着陸船が軌道に沿って飛んでいるときにカメラが画像をキャプチャし、それらの画像が、固有の地形を含む事前にロードされた衛星マップにオーバーレイされます。次に、ライブ画像の特徴をマッピングすることで、車両がマップ上の特徴と相対的にどこにあるかを知ることができます。」

宇宙探査は、地形相対ナビゲーションのような技術の進歩に関するすべてです。宇宙旅行とテクノロジーは互いにフィードバックのループにあります。

アポロ宇宙飛行士が月面に着陸したとき、彼らは手動でそれを行いました。それらは、パイロットが着陸船を月面に目、手先の器用さ、そして鋼鉄の神経で連れて行った育毛任務でした。アポロ計画には、宇宙飛行士が月に到達して家に戻るのに役立つガイダンスコンピューターがありましたが、月面着陸中は宇宙飛行士次第でした。アームストロング自身は、アポロ11号が着陸したクレーターに着陸するためのガイダンスシステムを信頼していないと語った。

アポロ宇宙飛行士の功績は、誰も月に衝突しなかったことです。しかし、NASAのアルテミスプログラムを含め、月への関心が高まるにつれ、自律的着陸システムは重要な技術革新となります。

地形相対航法の開発に対するNASAの取り組みは、数年前の2000年代初頭まで遡ります。彼らはDraperやMasten Space Systemsなどの業界パートナーと協力して、安全で正確な着陸–統合機能進化（SPLICE）プロジェクトの一部として取り組んでいます。全体的な目標は、「惑星ミッションのための着陸および危険回避機能の統合スイート」を開発することです。

地形相対ナビゲーションは、この取り組みの鍵です。 SPLICEには、ナビゲーションドップラーライダー、危険検出ライダー、そしてもちろん強力なコンピューターハードウェアとソフトウェアの開発も含まれています。

SPLICEのおかげで、月への将来のミッション（乗組員と未乗組員の両方）がはるかに安全になります。望ましいレベルの安全性を達成するために、NASAはこれらすべてのテクノロジーのテストを業界パートナーに依存しています。水曜日の次のテストでは、Mastenテストベッドロケットが使用されますが、最終的には再利用可能なロケットを含むより高度なロケットでテストが行われます。最終的に、Draper地形相対ナビゲーションシステムは、Blue Origin New Shepardロケットでテストされます。

「これらの統合されたフィールドテストがない場合、多くの新しい精密着陸技術がまだ実験室または紙の上に置かれている可能性があります...」
SPLICEプロジェクトの主任研究員、ジョンM.カーソンIII。

NASAジョンソンのSPLICEプロジェクトの主任研究者であるジョンM.カーソンIIIは、次のように述べています。「これらのタイプの商用車は、新しいガイダンス、ナビゲーション、制御技術をテストし、飛行リスクを低減して、将来のミッションで使用する非常に貴重な方法を提供します。ヒューストンの宇宙センター。

ナビゲーションシステムは、その開発段階全体でさまざまなロケットだけでなく、成層圏の気球でもテストされます。「さまざまなプラットフォームとさまざまな高度でテストすることで、アルゴリズムのすべての機能を利用できます」とFritz氏は説明します。「これは、飛行の異なる期間に衛星マップ間で移行する必要がある場所を特定するのに役立ちます。」

この段階的なテストは、この自律着陸システムの開発全体の鍵となります。より複雑で高価なロケットやテストベッドまで作業を進めることで、リスクが抑えられます。

「これらの統合されたフィールドテストがなかった場合、多くの新しい精密着陸技術がまだ実験室または紙の上にあり、飛行するには危険すぎると思われる可能性があります」とカーソンは商業飛行試験の利点について述べました。「これにより、必要なデータを取得し、必要な修正を行い、これらのテクノロジーが宇宙船でどのように機能するかについて洞察と信頼を築くための非常に必要な機会が得られます。」

SPLICEプログラムのテクノロジーは、すでに宇宙ミッションに進出しています。今後予定されている商用月面ペイロードサービスへの彼らの計画された包含は、そのプログラムが小さな着陸船とローバーを月の南極地域に届けるのを助けるでしょう。 SPLICEテクノロジーは、Mars 2020着陸船ビジョンシステムの一部にもなります。