Lagmedlemmar från NASA COBALT-teamet och Masten Xodiac-teamet håller ett tekniskt utbytesmöte före kampanjen. Mötet ska stryka ut återstående tekniska hinder och driftslogistik som förberedelse för COBALT-nyttolastintegrationen på Xodiac för flygningstestning med öppen slinga. Bilden är tagen i Masten Xodiac -hangaren, och Xodiac är i bakgrunden. COBALT nyttolast sitter ovanpå Xodiac i den tomma nyttolastramen. Upphovsman:NASA
Många regioner i solsystemet lockar till utforskning, men de anses inte nås på grund av tekniska luckor i nuvarande landningssystem. Projektet CoOperative Blending of Autonomous Landing Technologies (COBALT), utförs av NASA:s rymdteknologiska uppdragsdirektorat (STMD) och direktionen för mänsklig utforskning och drift, skulle kunna ändra på det.
Genom en flygkampanj denna månad till april, COBALT kommer att mogna och visa ny vägledning, navigering och kontrollteknik (GN&C) för att möjliggöra precisionslandning för framtida prospekteringsuppdrag.
"COBALT kommer att tillåta oss att minska risken vid utveckling av framtida landningssystem och kommer att gynna robotlandare till planetytor genom att möjliggöra autonom precisionslandning, "sa LaNetra Tate, STMD:s Game Changing Development (GCD) programledare. "Detta kommer definitivt att bli en teknik som förändrar spelet."
Kampanjen kommer att para ihop och testa nya landningssensortekniker som lovar att ge den högsta precisionen navigationslösning som någonsin testats för NASA rymdlandningsprogram.
Teknikerna, a Navigationsdoppler Lidar (NDL), som ger ultralagda hastighets- och synfältmätningar, och Lander Vision System (LVS), som ger terrängrelativ navigering, kommer att integreras och flygprovas ombord på en raketdriven vertikal start, vertikal landning (VTVL) plattform. Plattformen, heter Xodiac, utvecklades av Masten Space Systems i Mojave, Kalifornien.
"I denna första flygkampanj, vi planerar att lyckas slutföra integrationen, flygprovning och prestanda analys av COBALT nyttolast, "förklarade John M. Carson III, COBALT projektledare. "Detta anses vara ett passivt test, där COBALT enbart kommer att samla in data, medan Xodiac -fordonet kommer att förlita sig på sin GPS för aktiv navigering. ""
I en uppföljande flygkampanj sommaren 2017, COBALT blir det aktiva navigationssystemet för Xodiac, och fordonet kommer endast att använda GPS som säkerhetsmonitor och backup.
"Kunskapen från dessa flygningar kommer att leda till utvecklingen av system för distribution i framtida NASA -landningsuppdrag till Mars och månen, sa Carson.
Så hur fungerar det?
Teknikerna i sig är väldigt olika, men tillsammans är de ett recept för precisionslandning.
NDL, utvecklad vid NASAs Langley Research Center (LaRC), är en utveckling av en prototyp som flög av det tidigare ALHAT -projektet (Autonomous precision Landing and Hazard Avoidance Technology) på NASA Morpheus -fordonet 2014. Den nya NDL är 60 procent mindre, arbetar med nästan tredubbla hastigheten och ger längre räckviddsmätningar.
"NDL liknar funktionellt radarsystemen som används i tidigare Mars -landare, Phoenix och Mars Science Laboratory, "förklarade Farzin Amzajerdian, NDL -chefsforskare på Langley. "Den största skillnaden är att NDL använder en laser istället för en mikrovågsugn som sändare. Att arbeta med nästan fyra storleksordningar högre frekvens gör mätningen mycket mer exakt. NDL är också mycket mindre än radarsystem, vilket är en stor sak eftersom varje uns räknas när man skickar en landare till Mars eller andra destinationer. "
JAG MOT, utvecklad vid NASAs Jet Propulsion Laboratory, är ett kamerabaserat navigationssystem som fotograferar terrängen under ett fallande rymdfarkoster och matchar det med inbyggda kartor för att bestämma fordonets placering, förklarade Carl Seubert, COBALT -projektledare på JPL.
"Detta gör att fartyget kan upptäcka sin plats i förhållande till stora landningsrisker som ses på de inbyggda kartorna, som stora stenblock och terrängutskott, "Sa Seubert.
COBALT är en språngbräda för denna teknik, som kommer att hitta in i framtida uppdrag. NDL-designen är inriktad på infusion på korttidsmånen, Mars eller andra uppdrag. LVS utvecklades för infusion på Mars 2020 robotlander uppdrag, och har tillämpning på många andra uppdrag.
"Både NDL och LVS kommer från mer än ett decennium av NASA:s forsknings- och utvecklingsinvesteringar i flera projekt inom robot- och mänskliga utforskningsprogram, och från det hårda arbetet och engagemanget från personal över hela byrån, sa Carson.
"Dessa COBALT -tekniker ger rymdfarkoster månen och Mars förmågan att landa mycket mer exakt, förbättra tillgången till intressanta platser i komplex terräng och till eventuella prospekteringstillgångar som tidigare använts till ytan, "sa Jason Crusan, chef för NASA:s Advanced Exploration Systems division. "Landningarna kommer också att vara mer kontrollerade och skonsamma, möjligen möjliggör mindre landningsben och drivmedelsreserver, och resulterar i lägre uppdragsrisk, massa och kostnad. "
COBALT -teamet hanteras vid NASA:s Johnson Space Center (JSC) i Houston, och består av ingenjörer från JSC, JPL i Pasadena, Kalifornien, och LaRC i Hampton, Virginia. Alla tre centra kommer gemensamt att genomföra flygkampanjen och dataanalys efter flygningen.
"COBALT -projektets framsteg och framgång har förlitat sig på teamdynamiken mellan NASA -centra som startade under det tidigare ALHAT -projektet, "sa Carson." Teamet har ett gemensamt mål att utveckla och distribuera GN &C -teknik för precisionslandning, och de upprätthåller konstant kommunikation och fokus på samarbete för att stryka de tekniska utmaningarna och de operativa begränsningarna som krävs för att utvecklas, gränssnitt och framgångsrikt testa sensorerna och nyttolasten. "
COBALT involverar flera NASA -program, inklusive Human Exploration and Operations Mission Directorates Advanced Exploration Systems (AES), och spelförändrande program för utveckling och flygmöjligheter, båda under STMD. I samarbete med AES -programmet, NASA banar väg för att nå längre ut i rymden.
Baserat på NASA:s Armstrong Flight Research Center i Edwards, Kalifornien, Flight Opportunities -programmet finansierar tekniska utvecklingsflygtester på kommersiella suborbitala rymdleverantörer som Masten är leverantör av. Programmet har tidigare testat LVS på Masten -raketen och validerat tekniken för Mars 2020 -rovern.
COBALT -flygningarna kommer att visa blandad LVS- och NDL -mätbarhet för den exakta, kontrollerad mjuk landning av framtida uppdrag. Medan sensorerna är viktiga möjliggörare för framtida mänskliga och robotiska landningsuppdrag till Mars, månen och andra destinationer i solsystemet, COBALT nyttolast kommer också att tillhandahålla en återanvändbar plattform för integration och testning av andra precisionslandnings- och riskundvikande funktioner som utvecklats inom NASA eller industri.
