NASA、月面で自律航行システムを実証

NASA、月面で自律航行システムを実証
2月中旬に2回目のCLPS（商用月ペイロードサービス）の月への輸送が開始されると、NASAのペイロードには、人間の探査機、探査車、宇宙船が月面とシスでの正確な位置を独立して追跡する方法を変える可能性のある実験が含まれる予定です。 -月の空間。

自律航行を実証する月面ノード 1 実験 (LN-1) は、着陸船、地上インフラ、宇宙飛行士の正確な地理位置情報と航行観測をサポートするように設計された無線ビーコンで、他の航空機や地上との相対的な月面での位置をデジタルで確認します。ステーション、または移動中のローバー。これらの無線ビーコンは、宇宙でも軌道操縦や月面着陸成功への着陸船の誘導に使用できます。

月着陸船 Nova-C はアメリカ国旗の前に座っており、それを背景に劇的な照明が照らされています。
IM-1は、インテュイティブ・マシーンズ社の月着陸船Nova-CのためのNASA商業打ち上げプログラム・サービスの最初の打ち上げであり、月ノード1を含む複数のペイロードを月に運び、正確な地理位置情報と月間のナビゲーションをサポートする無線ビーコンを介した自律ナビゲーションを実証します。周回船、着陸船、そして水上要員。NASA の CLPS イニシアチブは、NASA の Artemis キャンペーンを支援する小型ロボット着陸機と探査機の業界開発を監督しています。
「数日前に出発した母港からの連絡を待つのではなく、近づいている海岸の灯台から認証を受けることを想像してみてください」とLN-1の主任研究員でNASAマーシャル宇宙飛行のナビゲーションシステムエンジニアであるエヴァン・アンザローン氏は語る。アラバマ州ハンツビルにあるセンター。「私たちが実現しようとしているのは、月面の灯台ネットワークであり、月面探査機や地上職員が地球に頼らずに自分たちの位置を迅速かつ正確に確認できる、持続可能なローカライズされたナビゲーション資産を提供します。」

このシステムは、NASA の月通信リレーおよびナビゲーション システムプロジェクトの下で調達された月周回軌道上の一連の衛星によって固定された、より広範なナビゲーション インフラストラクチャの一部として動作するように設計されています。LN-1 の将来のバージョンでは、LunaNet が定義した標準を利用して、地上ビーコンおよび軌道資産からの相互運用可能なナビゲーション基準信号を提供する予定です。

現在、地球外の航行は、 NASA の深宇宙ネットワークによって提供されるポイントツーポイント サービスに大きく依存しています。このネットワークは、惑星間探査機に測位データを送信して軌道を維持するための巨大な無線アンテナの国際アレイです。これらの測定値は通常、地球に中継され、地上で処理されて走行中の車両に情報が送信されます。

しかし、軌道上での操縦中や月面の未踏の領域を探索する探査者の間で数秒を争う場合、LN-1 はタイムリーな改善をもたらすとアンザローネ氏は述べた。

宇宙空間で保護するために銀の包装で覆われた月面ノード1ペイロードの拡大画像。
人間の探査者が月の表面を安全に横断し、月周回軌道上で生活し、活動する方法を変える自律航法ペイロードであるルナーノード-1は、NASAの商用月ペイロードサービスイニシアチブによる初のインテュイティブ・マシーンズのIM-1ミッションの一環として打ち上げを待っている。 。LN-1 は、アラバマ州ハンツビルにある NASA のマーシャル宇宙飛行センターで開発、製造、テストされました。
NASA/直観的機械
この CubeSat サイズの実験は、NASA がヒューストンの Intuitive Machines に提供するマニフェストに含まれる 6 つのペイロードのうちの 1 つで、フロリダ州ケープカナベラルから SpaceX ファルコン 9 を介して打ち上げられる予定です。IM-1と名付けられた今回の打ち上げは、NASAのアルテミス・キャンペーンを支援する小型ロボット着陸船や探査機の業界開発、試験、打ち上げを監督するNASAのCLPSイニシアチブにとって、同社にとって初の打ち上げとなる。

Nova-C着陸船は、月の南極地域にある月の衝突クレーター、マラパートAの近くに着陸する予定だ。

LN-1 は、MAPS ( Multi-spacecraft Autonomous Positioning System ) として知られるネットワーク化されたコンピューター ナビゲーション ソフトウェアに依存しています。アンザローンと NASA マーシャルの研究者によって開発された MAPS は、NASA の宇宙通信および航法テストベッドを使用して、2018 年に国際宇宙ステーションでのテストに成功しました。

NASA マーシャルのエンジニアは、NASA の科学ミッション総局から資金提供された NASA 提供の月ペイロード プロジェクトの一環として、LN-1 のすべての構造設計、熱および電子システム開発、統合および環境テストを実施しました。アンザローネ氏と彼のチームは、新型コロナウイルスのパンデミック中にペイロードの構築を実行し、2021 年にペイロードを納品しました。それ以来、彼らは操作手順を改良し、統合飛行システムの徹底的なテストを実施し、2023年10月にはIntuitive Machinesの着陸船へのLN-1の設置を監督した。

NASA to Demonstrate Revolutionary Autonomous Navigation System on Moon
ペイロードは月への旅の間、毎日短時間情報を送信します。月面着陸後、LN-1 チームはシステム全体のチェックアウトを実施し、着陸から 24 時間以内に継続的な運用を開始します。NASA の深宇宙ネットワークはその送信を受信し、テレメトリ、ドップラー追跡、その他のデータを取得して地球に中継します。カリフォルニア州パサデナにあるNASAのジェット推進研究所とケンタッキー州モアヘッドにあるモアヘッド州立大学の研究者らも、約10日間続く予定のミッション期間中、LN-1の通信を監視する予定だ。

最終的に、技術が実証され、そのインフラが拡張されるにつれて、アンザローネ氏は、LN-1 が月の海岸にある 1 つの灯台から、より広範なインフラストラクチャの重要な部分に進化し、NASA がナビゲーション システムをより活気のあるものに近いものに進化させるのに役立つと期待しています。大都市の地下鉄ネットワークでは、複雑なルートを走行するすべての列車がリアルタイムで追跡されます。

「宇宙船、地表探査機、ベースキャンプ、探査地、さらには月面にいる個々の宇宙飛行士もだ」とアンザローネ氏は語った。「LN-1はそれらすべてを接続し、より正確な航行を支援し、信頼性の高い、より自律的な月ネットワークを構築できる可能性があります。」

マーシャルの LN-1 チームはすでに、100 以上の NASA およびパートナーのミッションを監督するNASA の SCaN ( Space Communications and Navigation ) プログラムと、LN-1 の将来の月から火星への応用について話し合っています。彼らはまた、JAXA (宇宙航空研究開発機構) および ESA (欧州宇宙機関) とも協議し、相互接続され相互運用可能なグローバル アーキテクチャを通じて宇宙飛行国家を団結させる推進を支援しています。

最終的には、私たちが月で実証しているのと同じ技術や応用が火星でも不可欠なものとなり、次世代の人類探検家たちがより安全で、より自給自足して私たちを太陽系に導くことができるようになるでしょう。
エヴァン・アンザローネ
エヴァン・アンザローネ

LN-1の主任研究者

「最終的には、私たちが月で証明しているのと同じ技術や応用が火星でも不可欠なものとなり、次世代の人類探検家たちがより安全で、より自給自足して私たちを太陽系に導くことができるようになるでしょう」とアンザローネ氏は語った。

NASA の CLPS イニシアチブにより、NASA は航空宇宙産業の大手請負業者から完全な商用ロボット月面配送サービスを購入できるようになります。プロバイダーは打ち上げサービスを担当し、着陸船の設計を所有し、着陸作業を主導します。詳細については、こちらをご覧ください。