Как NASA отрабатывает технологии безопасной посадки на другие планеты

Четыре передовые технологии точной посадки и обнаружения опасностей прошли летные испытания на четырех разных платформах — от реактивного самолета до ракеты. Так NASA готовится к новым миссиям на Луну и Марс.

Ракета-носитель New Shepard приземляется во время летных испытаний 4 февраля 2025 года

Источник: NASA

В журнале Phys.org вышел обзор летных испытаний новых решений для навигации, посадки и картирования поверхности планет, поддержанных Управлением космических технологий NASA (STMD). Эти испытания помогают быстро адаптировать технологии из лабораторий к реальным условиям будущих миссий, включая пилотируемые.

С начала года NASA протестировало четыре передовые технологии на борту различных летательных аппаратов: ракеты, реактивного самолета, вертолета и посадочного модуля. Цель — отработка алгоритмов навигации, оптических сенсоров и систем распознавания опасностей в условиях, максимально приближенных к посадке на Луну или Марс.

Draper Multi-Environment Navigator (DMEN) работает в простом, оптимизированном, автономном пакете, который начинает запись при включении. Главным преимуществом является его малый размер, вес и требования к питанию. Это принесет пользу будущим миссиям NASA и коммерческой космической отрасли

Источник: NASA

Одна из испытанных систем — визуальный навигатор Draper (DMEN), который использует камеру и алгоритмы машинного зрения для ориентации в пространстве. Он прошел тесты на суборбитальной ракете New Shepard компании Blue Origin, сканируя поверхность Земли во время полета и улучшая расчеты точного курса. Это особенно важно для посадки в условиях неровного рельефа.

По мере совершенствования технологий посадки марсоходы нацелились на все меньшие зоны посадки, от цели Viking шириной 174 мили до зоны посадки Curiosity размером 12 на 4 мили. Навигационный доплеровский лидар поможет еще больше сузить зоны посадки — примерно до размера футбольного поля

Источник: NASA

Вторая технология — доплеровский лидар PSNDL от компании Psionic. Она была установлена на истребителе F/A-18 и проверялась при выполнении сложных маневров в районе Долины Смерти. Система показала высокую точность при изменении высоты и скорости, что необходимо для безопасной посадки аппаратов.

Исследовательский самолет NASA F/A-18 летит над Калифорнией около исследовательского центра полетов Армстронга NASA в Эдвардсе, Калифорния, испытывая коммерческую технологию точной посадки для будущих космических миссий. Система Psionic Space Navigation Doppler Lidar (PSNDL) установлена ​​в отсеке, расположенном под правым крылом самолета

Источник: https://www.nasa.gov/

Еще одна разработка — лидар HDL от Центра космических полетов имени Годдарда. Он собирает до 15 миллионов лазерных измерений за две секунды и строит 3D-карты местности в реальном времени. В марте эту технологию проверили с вертолета над тестовым полигоном, имитирующим лунную поверхность.

HDL – это гибридный сканирующий лидар, который выполняет быструю 3D-съемку места посадки с генерацией цифровой модели рельефа (DEM) в реальном времени для маневров Precision Landing and Hazard Avoidance (PL&HA). HDL обеспечивает безопасную посадку вблизи целевых участков поверхности на Луне, Марсе или других объектах солнечной системы, а также для будущих миссий по высадке людей

Источник: NASA

Четвертая система — алгоритмы управления посадкой с использованием двигателей, созданные в Университете штата Сан-Диего. Их протестировали в апреле и мае на посадочном модуле Xodiac. Эти алгоритмы помогают управлять траекторией спуска и экономить топливо, что критически важно для сложных миссий.

Все испытания прошли при поддержке программы NASA Flight Opportunities. Как отмечают в агентстве, технологии готовы к передаче в коммерческий сектор и могут быть использованы не только NASA, но и частными компаниями в будущих миссиях.

Эти технологии открывают новые перспективы для точной посадки и навигации в сложных условиях, делая возможным безопасное исследование Луны, Марса и других планет Солнечной системы

Источник: Unsplash

Развитие таких систем обеспечивает высокий уровень безопасности и точности при посадках, особенно в незнакомых и потенциально опасных районах. А еще — приближает человечество к следующему этапу освоения Луны и Марса.

Пока NASA тестирует посадочные технологии для миссий на Луну и Марс, на Земле агентство вместе с Boeing продвигает другую важную инициативу — создание более устойчивого воздушного транспорта. Как современные космические разработки могут повлиять на гражданскую авиацию, и зачем инженеры тестируют необычную форму крыла — об этом вы можете узнать в этой статье.