Antecipando muitas aterrissagens na Lua, a NASA está testando um sistema autônomo de pouso lunar no deserto de Mojave, na Califórnia. O sistema é chamado de "sistema de navegação relativo ao terreno". Está sendo testado no lançamento e no pouso de um foguete Zodiac, construído pela Masten Space Systems. O teste acontecerá na quarta-feira, 11 de setembro.
A navegação relativa do terreno será destacada em futuras explorações da Lua e Marte. Dá à sonda capacidades de pouso extremamente precisas sem a ajuda do GPS, que obviamente não está disponível em outros mundos. Ele precisa de duas coisas para ter um desempenho eficaz: mapas de satélite do terreno em que a sonda está viajando e câmeras precisas.
Para usar um sistema de navegação relativo ao terreno, uma espaçonave deve ter mapas de satélite detalhados da área em que está pousando. Em seguida, ele usa câmeras para criar imagens do solo embaixo dele. Ao colocar as imagens da câmera sobre os mapas a bordo, ele pode "saber" onde está e chegar ao local de pouso designado com precisão e segurança.
Embora o foguete neste teste seja da Masten Space Systems, o sistema de pouso autônomo está sendo desenvolvido pelo Draper Laboratory, sem fins lucrativos, de Cambridge, Massachusetts. O principal investigador de Draper para o sistema é Matthew Fritz. Fritz contrasta o sistema autônomo que ele está desenvolvendo com o modo como os astronautas da Apollo pousaram na Lua.
"O computador da Eagle não tinha um sistema de auxílio à visão para navegar em relação ao terreno lunar, então Armstrong estava literalmente olhando pela janela para descobrir onde pousar", disse Fritz. "Agora, nosso sistema pode se tornar o 'olho' para o próximo módulo de aterrissagem lunar para ajudar a atingir o local de pouso desejado".
"Temos mapas de satélite embarcados no computador de vôo e uma câmera atua como nosso sensor", explicou Fritz em um comunicado à imprensa. “A câmera captura imagens enquanto o lander voa ao longo de uma trajetória e essas imagens são sobrepostas nos mapas de satélite pré-carregados que incluem recursos exclusivos do terreno. Ao mapear os recursos nas imagens ao vivo, podemos saber onde o veículo é relativo aos recursos no mapa ".
A exploração espacial é sobre avanços tecnológicos, como a navegação relativa do terreno. As viagens espaciais e a tecnologia estão em um ciclo de feedback entre si.
Quando os astronautas da Apollo pousaram na Lua, eles fizeram isso manualmente. Essas eram missões de arrepiar os cabelos, onde os pilotos levavam seus pousos à superfície lunar com seus olhos, sua destreza manual e nervos de aço. O programa Apollo tinha um computador de orientação que ajudava os astronautas a chegar à Lua e voltar para casa, mas durante os pousos lunares dependia dos astronautas. O próprio Armstrong disse que não confiava no sistema de orientação para pousar na cratera em que a Apollo 11 pousou.
É um crédito para os astronautas da Apollo que nenhum tenha colidido com a Lua. Mas com o crescente interesse na Lua - incluindo o Programa Artemis da NASA - um sistema de pouso autônomo será uma importante inovação tecnológica.
O esforço da NASA para desenvolver a navegação relativa do terreno data de alguns anos, até o início dos anos 2000. Eles estão trabalhando com parceiros do setor, como Draper e Masten Space Systems, como parte do projeto SPLICE (Safe and Precision Landing - Integrated Capabilities Evolution). O objetivo geral é desenvolver um "conjunto integrado de recursos de pouso e prevenção de perigos para missões planetárias".
A navegação relativa ao terreno é a chave do esforço. O SPLICE também inclui o desenvolvimento de Doppler lidar de navegação, lidar de detecção de perigos e, claro, hardware e software de computador poderosos para reunir tudo isso.
Graças a SPLICE, futuras missões à Lua - com e sem tripulação - serão muito mais seguras. Para atingir o nível de segurança desejado, a NASA conta com parceiros do setor para testar todas essas tecnologias. Embora o próximo teste de quarta-feira contenha um foguete Masten, eventualmente os testes serão realizados em foguetes mais avançados, incluindo foguetes reutilizáveis. Eventualmente, o sistema de navegação relativo ao terreno Draper será testado em um foguete Blue Origin New Shepard.
"Se não tivéssemos esses testes de campo integrados, muitas novas tecnologias de pouso de precisão ainda poderiam estar em um laboratório ou no papel ..."
John M. Carson III, pesquisador principal do projeto SPLICE.
"Esses tipos de veículos comerciais nos fornecem uma maneira altamente valiosa de testar novas tecnologias de orientação, navegação e controle e reduzir o risco de voo antes de serem utilizados em futuras missões", disse John M. Carson III, pesquisador principal do projeto SPLICE da Johnson da NASA. Centro Espacial em Houston.
O sistema de navegação será testado não apenas em uma variedade de foguetes ao longo dos estágios de seu desenvolvimento, mas também em balões estratosféricos. "Ao testar em diferentes plataformas e em diferentes altitudes, podemos obter toda a gama de recursos do algoritmo", explicou Fritz. "Isso nos ajuda a identificar para onde precisamos fazer a transição entre mapas de satélite para diferentes períodos do voo".
Esse teste gradual é a chave para todo o desenvolvimento desse sistema de pouso autônomo. Trabalhando até foguetes e bancos de ensaio mais complexos e caros, o risco é controlado.
"Se não tivéssemos esses testes de campo integrados, muitas novas tecnologias de aterrissagem de precisão ainda poderiam estar em laboratório ou no papel, sendo consideradas muito arriscadas para o vôo", disse Carson sobre os benefícios dos testes de voo comerciais. "Isso nos dá a oportunidade muito necessária para obter os dados de que precisamos, fazer as revisões necessárias e criar insights e confiança sobre o desempenho dessas tecnologias em uma espaçonave".
As tecnologias do programa SPLICE já estão chegando às missões espaciais. Sua inclusão planejada nos próximos Serviços Comerciais de Carga Lunar Comercial ajudará esse programa a entregar pequenos veículos terrestres e veículos móveis na região polar sul da Lua. As tecnologias SPLICE também farão parte do sistema de visão de pouso Mars 2020.
Mais:
- Comunicado de imprensa: Um salto gigante para a navegação no pouso lunar
- Masten Space Systems
- Draper Laboratory
- Notícias da CBS: Lua chegando aos 50 anos: Neil Armstrong em suas próprias palavras
