211service.com
Kaip saugiai nusileisti atgal į Mėnulį
Inžinieriai prie Charleso Starko Draperio laboratorija Kembridže, MA, kuria nukreipimo, navigacijos ir valdymo sistemą, skirtą nusileidimui į Mėnulį, apimančią laive esančią pavojų aptikimo sistemą, galinčią aptikti kraterius, šlaitus ir uolas, kurios gali būti pavojingos nusileidžiantiems laivams. Prieš 40 metų vykusiose „Apollo“ misijose astronautai nukreipė nusileidimo įrenginį į saugią vietą žiūrėdami pro langą; pats nusileidimo įrenginys neturėjo akių, sako Eldonas Hallas, išėjęs į pensiją Draper inžinierius ir vienas originalių „Apollo“ navigacijos kompiuterio elektronikos dizainerių.
Atgal į mėnulį: Altair yra NASA naujos kartos Mėnulio nusileidimo aparatas, didesnis nei Apollo, bet su panašiomis dizaino savybėmis. Jame bus keturi astronautai.
Tai reiškė, kad buvo keletas artimų pokalbių su „Apollo“, – sako Tye'as Brady, „Draper“ nusileidimo į Mėnulį techninis direktorius, kuris praėjusią savaitę pademonstravo savo komandos automatizuoto tūpimo ir pavojų išvengimo technologiją per praėjusią savaitę minint 40-ąsias metines. Apollo 11 . Jie buvo tikrai arti, sako Brady, o vieno ar dviejų metrų krateriai yra mirtini. Jūs jų nematote iki paskutinės minutės. Apollo 11 astronautas Neilas Armstrongas turėjo prasukti pro uolų lauką, kuris iš anksto nebuvo matomas jokiose žvalgybos nuotraukose, ir Apollo 14 nusileido ant nestabilaus posvyrio, kai viena kojelė buvo maždaug metro atstumu nuo kraterio.
Nauja navigacijos ir orientavimo sistema kuriama NASA Altair Mėnulio desantas , kuris iki 2020 m. turėtų nusileisti Mėnulyje kaip dalis Žvaigždyno programa . Projektui vadovauja NASA Džonsono kosmoso centras, remiamas ir kitų NASA tyrimų įstaigų, be Draper laboratorijos. The Reaktyvinio judėjimo laboratorija neseniai baigė lauko jutiklių ir kartografavimo algoritmų bandymą, o visus sistemų bandymus planuoja pradėti 2010 m. gegužės mėn.
Brady teigia, kad geriausia vaizdo skiriamoji geba šiandien, pavyzdžiui, orbitoje esančios kameros, kurios dabar sukasi ir fotografuoja Mėnulį, negali pašalinti mažesnių skylių ar riedulių planuojamose tūpimo vietose, net lygiose, gerai apšviestose vietose, kurios nėra tikslinės. NASA būsimi nusileidimai. Altair siekia sėkmingai nusileisti bet kurioje Mėnulio paviršiaus vietoje, o mėnulio reljefas skirsis. Tam, pasak Brady, jums reikia realiuoju laiku aptikti pavojų, kad galėtumėte prisitaikyti.
Draper sistema naudos LIDAR lazerinę technologiją, kad nuskaitytų zoną, kurioje nėra pavojų, pvz., kraterių ar uolų, prieš nusileidžiant Mėnulio paviršiui. Neapdoroti duomenys iš LIDAR apdorojami ir surenkami į 3D mėnulio paviršiaus žemėlapį, naudojant algoritmus, sukurtus Jet Propulsion Laboratory. Vienas iš LIDAR pranašumų yra tas, kad tai vienintelis jutiklio tipas, kuris matuoja 3D formą ant žemės esant didelei skiriamajai gebai ir iš didelio aukščio, sako Andrew Johnsonas, JPL pavojų aptikimo sistemos vadovas. Tai leidžia sistemai sukurti galimų tūpimo vietų reljefo ir aukščio žemėlapį erdvėlaivyje, tačiau pakankamai aukštai, kad būtų laiko reaguoti į kliūtis ar kraterius nusileidimo vietoje.
Nusileidimas į žiupsnelį: „Draper Laboratory“ modeliuojama orientavimo, navigacijos ir valdymo sistema teikia pirmenybę nusileidimo vietoms (1, 2, 3, 4 sritims) šiame reprezentaciniame ekrane. Astronautai gali paskirti pirmąją vietą arba pagal numatytuosius nustatymus vietoje 1. Tokie pavojai, kaip rieduliai ir krateriai, paryškinti raudonai, kad realiuoju laiku priimtų sprendimus dėl saugių nusileidimo vietų.
Sukūrus žemėlapį, sistema nustato saugias vietas, atsižvelgdama į tokius veiksnius kaip paviršiaus pasvirimo kampas, atstumas ir degalų sąnaudos norint pasiekti vietą, nusileidimo atramų padų padėtis ir įgulos riba saugiam atstumui nuo pavojų. Remdamasi šia informacija, navigacijos sistema astronautams pateikia trijų ar keturių saugių nusileidimo vietų sąrašą. Tada astronautai gali paskirti bet kurią vietą kaip pirmąjį pasirinkimą arba, jei jie yra nedarbingi, sistema automatiškai nukreips nusileidimo įrenginį į pirmą vietą sąraše.
Galimybė nusileisti autonomiškai leis saugiai nusileisti ir įguloms, ir robotams, sako Brady (nors „Apollo“ mėnulio modulis turėjo automatinį nusileidimo režimą, jis niekada nebuvo naudojamas). Be NASA Altair, sistema galėtų būti integruota į transporto priemones, besileidžiančias ant arti Žemės esančius asteroidus, Marsą ir kitas planetas, arba naudoti su kitomis Mėnulio transporto priemonėmis, kurias sukūrė privačios grupės.
Kitas LIDAR naudojimo pranašumas, sako Johnsonas, yra tai, kad jis veikia bet kokiomis apšvietimo sąlygomis. Norint susidoroti su šviesa prie Mėnulio pusiaujo – kur diena prilygsta 14 Žemės dienų, o naktis trunka 14 Žemės naktų – „Apollo“ misijos turėjo būti tiksliai suplanuotos, tik vieną kartą per mėnesį, kad NASA galėtų kontroliuoti laivo ekspoziciją. šviesai ir šilumai. Tačiau kadangi Mėnulio ašigalių apšvietimo sąlygos yra įvairesnės ir ekstremalesnės, o kalnų šešėliuose ir giliuose krateriuose yra šviesos ir tamsos dėmių, astronautams bus sunku pamatyti, kad galėtų orientuotis. LIDAR leidžia laivui nusileisti naktį arba šešėliuose regionuose, nes šviesą teikia LIDAR jutiklis, o ne saulė, sako Johnsonas. Jis sako, kad realiuoju laiku aptikus pavojų, „Apollo“ paleidimo ir nusileidimo apribojimai nebus taikomi būsimoms misijoms.
Iššūkis nusileidimo sistemai, sako Brady, yra tai, kad viskas įvyktų per maždaug 120 sekundžių, įskaitant pavojų aptikimo nuskaitymą, kad būtų galima gauti duomenis, žmonių sąveiką, kad būtų patvirtinta vieta, o vėliau pavojaus išvengimo manevrus ir tūpimą. Jo komanda sukūrė treniruoklį, kad sukurtų tikroviškus Mėnulio paviršiaus vaizdų žemėlapius, be to, naudojo NASA kompiuterinį kodą sistemos vadovavimui ir navigacijai. Iki šiol apie 20 astronautų atrinko Draper modeliavimą. Jiems sekasi lėtai ir lengvai, be to, jie yra labai kantrūs, sako Brady. Jie atlieka gerą darbą pasikliaujant sistema. Tai toli nuo pirmųjų dienų, kai „Apollo“ astronautai norėjo patys skristi, sako Hall.
Draper komanda ir toliau kuria didelio tikslumo LIDAR modelius ir reljefo žemėlapius, kartu su NASA įgulos biuru, kad nustatytų geriausią būdą astronautams rodyti informaciją. Jie siekia, kad technologija būtų paruošta iki 2012 m.