DIE NASA TESTET DIE AUTONOME MONDLANDETECHNOLOGIE

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In Erwartung vieler Mondlandungen testet die NASA ein autonomes Mondlandesystem in der Mojave-Wüste in Kalifornien. Das System wird als "geländebezogenes Navigationssystem" bezeichnet. Es wird beim Start und bei der Landung einer von Masten Space Systems gebauten Zodiac-Rakete getestet. Der Test findet am Mittwoch, den 11. September statt.

Die geländebezogene Navigation wird bei der künftigen Erforschung von Mond und Mars eine herausragende Rolle spielen. Es bietet Raumfahrzeugen äußerst genaue Landefähigkeiten ohne die Hilfe von GPS, das auf anderen Welten offensichtlich nicht verfügbar ist. Um eine effektive Leistung zu erzielen, sind zwei Dinge erforderlich: Satellitenkarten des Geländes, über das sich das Raumschiff bewegt, und genaue Kameras.

Um ein geländebezogenes Navigationssystem verwenden zu können, muss ein Raumschiff über detaillierte Satellitenkarten des Gebiets verfügen, auf dem es landet. Anschließend werden Kameras verwendet, um den Boden darunter abzubilden. Indem Sie die Kamerabilder über die Bordkarten legen, können Sie „wissen“, wo sie sich befinden, und den festgelegten Landeplatz genau und sicher erreichen.

Obwohl die Rakete in diesem Test von Masten Space Systems stammt, wird das autonome Landesystem vom gemeinnützigen Draper Laboratory in Cambridge, Massachusetts, entwickelt. Drapers Hauptforscher für das System ist Matthew Fritz. Fritz kontrastiert das autonome System, das er entwickelt, mit der Landung der Apollo-Astronauten auf dem Mond.

"Der Computer von Eagle hatte kein visionsgestütztes System, um relativ zum Mondgelände zu navigieren. Deshalb schaute Armstrong buchstäblich aus dem Fenster, um herauszufinden, wo er aufsetzen sollte", sagte Fritz. "Jetzt könnte unser System die" Augen "für das nächste Mondlander-Modul werden, um den gewünschten Landeplatz zu erreichen."

„Wir haben Satellitenkarten an Bord auf den Flugcomputer geladen und eine Kamera fungiert als Sensor“, erklärte Fritz in einer Pressemitteilung. „Die Kamera nimmt Bilder auf, während der Lander entlang einer Flugbahn fliegt, und diese Bilder werden auf die vorinstallierten Satellitenkarten gelegt, die einzigartige Geländefunktionen enthalten. Durch Zuordnen der Merkmale in den Livebildern können wir dann feststellen, wo sich das Fahrzeug relativ zu den Merkmalen auf der Karte befindet. "

Bei der Weltraumforschung dreht sich alles um technologische Fortschritte wie die geländebezogene Navigation. Raumfahrt und Technologie befinden sich in einer Rückkopplungsschleife.

Als die Apollo-Astronauten auf dem Mond landeten, taten sie dies manuell. Das waren haarsträubende Missionen, bei denen Piloten ihre Lander mit ihren Augen, ihrer manuellen Geschicklichkeit und ihren Nerven aus Stahl an die Mondoberfläche brachten. Das Apollo-Programm verfügte über einen Leitcomputer, mit dem Astronauten den Mond erreichen und nach Hause zurückkehren konnten. Bei Mondlandungen lag es jedoch an den Astronauten. Armstrong selbst sagte, er vertraue nicht darauf, dass das Leitsystem in dem Krater landet, in dem Apollo 11 gelandet ist.

Es ist ein Verdienst der Apollo-Astronauten, dass keiner gegen den Mond gekracht ist. Mit zunehmendem Interesse am Mond - einschließlich des Artemis-Programms der NASA - wird ein autonomes Landesystem ein wichtiger technologischer Durchbruch sein.

Die Bemühungen der NASA, eine geländebezogene Navigation zu entwickeln, reichen einige Jahre bis in die frühen 2000er Jahre zurück. Sie arbeiten im Rahmen des SPLICE-Projekts (Safe and Precise Landing - Integrated Capabilities Evolution) mit Industriepartnern wie Draper und Masten Space Systems zusammen. Das übergeordnete Ziel ist die Entwicklung einer „integrierten Suite von Lande- und Gefahrenvermeidungsfunktionen für Planetenmissionen“.

Die geländebezogene Navigation ist ein Schlüssel zum Aufwand. SPLICE umfasst auch die Entwicklung von Navigations-Doppler-Lidar, Lidar zur Gefahrenerkennung und natürlich leistungsstarker Computerhardware und -software, um alles zusammenzubringen.

Dank SPLICE werden zukünftige Missionen zum Mond - sowohl mit als auch ohne Besatzung - viel sicherer sein. Um das gewünschte Sicherheitsniveau zu erreichen, verlässt sich die NASA auf Industriepartner, um all diese Technologien zu testen. Während der bevorstehende Test am Mittwoch eine Masten-Testbettrakete beinhalten wird, wird der Test schließlich an fortgeschritteneren Raketen, einschließlich wiederverwendbaren Raketen, stattfinden. Schließlich wird das geländebezogene Navigationssystem Draper auf einer Blue Origin New Shepard-Rakete getestet.

"Wenn wir diese integrierten Feldtests nicht hätten, könnten viele neue Präzisionslandetechnologien noch in einem Labor oder auf Papier sitzen ..."
John M. Carson III, Hauptforscher für das SPLICE-Projekt.

"Diese Arten von Nutzfahrzeugen bieten uns eine äußerst wertvolle Möglichkeit, neue Leit-, Navigations- und Steuerungstechnologien zu testen und ihr Flugrisiko zu verringern, bevor sie in zukünftigen Missionen eingesetzt werden", sagte John M. Carson III, Hauptforscher für das SPLICE-Projekt bei Johnson von der NASA Raumfahrtzentrum in Houston.

Das Navigationssystem wird in den Entwicklungsstadien nicht nur an verschiedenen Raketen getestet, sondern auch an stratosphärischen Ballons. "Durch Tests auf verschiedenen Plattformen und in verschiedenen Höhen können wir alle Funktionen des Algorithmus nutzen", erklärte Fritz. "Dies hilft uns zu identifizieren, wo wir für verschiedene Flugperioden zwischen Satellitenkarten wechseln müssen."

Diese schrittweise Prüfung ist der Schlüssel für die gesamte Entwicklung dieses autonomen Landesystems. Durch die Arbeit an komplexeren und teureren Raketen und Prüfständen wird das Risiko kontrolliert.

"Wenn wir diese integrierten Feldtests nicht hätten, könnten viele neue Präzisionslandetechnologien noch in einem Labor oder auf Papier sitzen und als zu riskant für den Flug angesehen werden", sagte Carson über die Vorteile kommerzieller Flugtests. "Dies gibt uns die notwendige Gelegenheit, die Daten zu erhalten, die wir benötigen, die notwendigen Überarbeitungen vorzunehmen und Einblicke und Vertrauen in die Leistung dieser Technologien auf einem Raumschiff zu gewinnen."

Technologien aus dem SPLICE-Programm halten bereits Einzug in Weltraummissionen. Ihre geplante Aufnahme in die kommenden kommerziellen Lunar Payload Services wird diesem Programm helfen, kleine Lander und Rover in die südliche Polarregion des Mondes zu bringen. SPLICE-Technologien werden auch Teil des Lander-Vision-Systems Mars 2020 sein.