Untuk mengantisipasi pendaratan di Bulan yang akan datang, NASA sedang menguji sistem pendaratan bulan otonom di Gurun Mojave di California. Sistem ini disebut "sistem navigasi relatif terrain." Itu sedang diuji pada peluncuran dan pendaratan roket zodiak, yang dibangun oleh Masten Space Systems. Tes akan dilakukan pada hari Rabu, 11 September.
Navigasi relatif medan akan menjadi tokoh yang menonjol dalam eksplorasi Bulan dan Mars di masa depan. Ini memberikan kemampuan pendaratan pesawat ruang angkasa yang sangat akurat tanpa bantuan GPS, yang jelas tidak tersedia di dunia lain. Dibutuhkan dua hal untuk bekerja secara efektif: peta satelit dari medan yang dilalui pesawat ruang angkasa, dan kamera yang akurat.
Untuk menggunakan sistem navigasi relatif medan, pesawat ruang angkasa harus memiliki peta satelit terperinci dari area tempat pendaratannya. Ini kemudian menggunakan kamera untuk gambar tanah di bawahnya. Dengan meletakkan gambar kamera di atas peta onboardnya, ia dapat "tahu" di mana ia berada dan mencapai tempat pendaratan yang ditentukan secara akurat dan aman.
Meskipun roket dalam tes ini berasal dari Masten Space Systems, sistem pendaratan otonom sedang dikembangkan oleh Laboratorium Draper nirlaba Cambridge, Massachusetts. Penyelidik utama Draper untuk sistem ini adalah Matthew Fritz. Fritz kontras dengan sistem otonom yang ia kembangkan dengan bagaimana astronot Apollo mendarat di Bulan.
"Komputer Eagle tidak memiliki sistem bantuan visi untuk menavigasi relatif ke medan bulan, sehingga Armstrong benar-benar melihat ke luar jendela untuk mencari tahu di mana harus mendarat," kata Fritz. "Sekarang, sistem kami bisa menjadi 'mata' untuk modul pendarat bulan berikutnya untuk membantu menargetkan lokasi pendaratan yang diinginkan."
"Kami memiliki peta satelit onboard dimuat ke komputer penerbangan dan kamera bertindak sebagai sensor kami," jelas Fritz dalam siaran pers. “Kamera menangkap gambar ketika pendarat terbang di sepanjang lintasan dan gambar-gambar itu dilapiskan ke peta satelit yang dimuat sebelumnya yang menyertakan fitur medan yang unik. Kemudian dengan memetakan fitur dalam gambar langsung, kami dapat mengetahui di mana kendaraan itu relatif terhadap fitur di peta. "
Eksplorasi ruang angkasa adalah tentang kemajuan teknologi seperti navigasi relatif medan. Perjalanan ruang angkasa dan teknologi berada dalam lingkaran umpan balik satu sama lain.
Ketika para astronot Apollo mendarat di Bulan, mereka melakukannya secara manual. Itu adalah misi yang mengangkat rambut, di mana pilot membawa pendarat mereka ke permukaan bulan dengan mata mereka, ketangkasan manual mereka, dan saraf baja. Program Apollo memiliki komputer panduan yang membantu para astronot mencapai Bulan dan kembali ke rumah, tetapi selama pendaratan di bulan, itu tergantung pada para astronot. Armstrong sendiri mengatakan dia tidak mempercayai sistem panduan untuk mendarat di kawah tempat Apollo 11 mendarat.
Ini adalah penghargaan untuk astronot Apollo yang tidak ada yang menabrak Bulan. Tetapi dengan meningkatnya minat terhadap Bulan — termasuk Program Artemis NASA — sistem pendaratan otonom akan menjadi terobosan teknologi penting.
Upaya NASA untuk mengembangkan navigasi relatif medan dilakukan beberapa tahun yang lalu, hingga awal 2000-an. Mereka bekerja dengan mitra industri seperti Draper dan Masten Space Systems sebagai bagian dari proyek Safe and Precise Landing - Integrated Capabilities Evolution (SPLICE). Tujuan keseluruhan adalah untuk mengembangkan "rangkaian pendaratan terintegrasi dan kemampuan penghindaran bahaya untuk misi planet."
Navigasi relatif medan adalah kunci untuk upaya ini. SPLICE juga mencakup pengembangan navigasi Doppler lidar, Lidar pendeteksi bahaya, dan tentu saja perangkat keras dan perangkat lunak komputer yang kuat untuk menyatukan semuanya.
Berkat SPLICE, misi ke Bulan di masa depan — baik kru maupun tidak — akan jauh lebih aman. Untuk mencapai tingkat keamanan yang diinginkan, NASA mengandalkan mitra industri untuk menguji semua teknologi ini. Sementara tes mendatang hari Rabu akan menampilkan roket test-bed Masten, akhirnya pengujian akan dilakukan pada roket yang lebih maju, termasuk roket yang dapat digunakan kembali. Akhirnya sistem navigasi relatif medan Draper akan diuji pada roket Blue Origin New Shepard.
"Jika kita tidak melakukan tes lapangan terintegrasi ini, banyak teknologi pendaratan presisi baru mungkin masih ada di laboratorium atau di atas kertas ..."
John M. Carson III, peneliti utama untuk proyek SPLICE.
“Jenis kendaraan komersial ini memberi kita cara yang sangat berharga untuk menguji teknologi bimbingan, navigasi, dan kontrol baru serta mengurangi risiko penerbangan mereka sebelum digunakan dalam misi masa depan,” kata John M. Carson III, penyelidik utama untuk proyek SPLICE di NASA Johnson Pusat Luar Angkasa di Houston.
Sistem navigasi akan diuji tidak hanya pada berbagai roket di seluruh tahap perkembangannya, tetapi juga pada balon stratosfer. "Dengan menguji pada platform yang berbeda dan pada ketinggian yang berbeda, kami dapat memperoleh jangkauan penuh dari kemampuan algoritme," jelas Fritz. "Ini membantu kami mengidentifikasi di mana kami harus beralih di antara peta satelit untuk periode penerbangan yang berbeda."
Pengujian bertahap ini adalah kunci untuk seluruh pengembangan sistem pendaratan otonom ini. Dengan bekerja sampai roket yang lebih kompleks dan mahal dan test bed, risikonya terkendali.
"Jika kita tidak melakukan uji lapangan terintegrasi ini, banyak teknologi pendaratan presisi baru mungkin masih ada di laboratorium atau di atas kertas, dianggap terlalu berisiko untuk penerbangan," kata Carson tentang manfaat dari uji penerbangan komersial. "Ini memberi kami kesempatan yang sangat penting untuk mendapatkan data yang kami butuhkan, membuat revisi yang diperlukan, dan membangun wawasan dan kepercayaan diri tentang bagaimana teknologi ini akan tampil di pesawat ruang angkasa."
Teknologi dari program SPLICE telah memasuki misi luar angkasa. Dimasukkannya direncanakan mereka dalam Layanan Payar Lunar Komersial mendatang akan membantu program yang mengantarkan pendarat kecil dan penjelajah ke wilayah kutub selatan Bulan. Teknologi SPLICE juga akan menjadi bagian dari sistem visi pendaratan Mars 2020.
Lebih:
- Siaran Pers: Satu Lompatan Raksasa untuk Navigasi Pendaratan Lunar
- Sistem Luar Angkasa Masten
- Laboratorium Draper
- Berita CBS: Pendaratan di Bulan di Usia 50: Neil Armstrong dalam Kata-Kata Sendiri
