För att framtida månutforskningsuppdrag ska bli framgångsrika och landa mer exakt, ingenjörer måste utrusta rymdfarkoster med teknik som gör att de kan "se" var de är och resa dit de behöver vara. Att hitta specifika platser mitt i månens komplicerade topografi är inte en enkel uppgift.

I forskning som nyligen publicerats i AIAA Journal of Spacecraft and Rockets , ett tvärvetenskapligt team av ingenjörer visade hur en serie månbilder kan användas för att sluta sig till riktningen som en rymdfarkost rör sig. Denna teknik, kallas ibland visuell odometri, gör att navigeringsinformation kan samlas in även när en bra karta inte är tillgänglig. Målet är att tillåta rymdfarkoster att mer exakt rikta och landa på en specifik plats på månen utan att kräva en fullständig karta över dess yta.

"Problemet är verkligen precisionslandning, sa John Christian, en docent i flygteknik vid Rensselaer Polytechnic Institute och första författare på tidningen. "Det har varit ett stort försök att göra landningsavtrycket mindre så att vi kan gå närmare platser av antingen vetenskapligt intresse eller intresse för framtida mänsklig utforskning."

I denna forskning, Christian fick sällskap av forskare från Utah State University och Intuitive Machines, LLC (IM) i Houston, Texas. NASA har tilldelat IM flera uppdragsorder under byråns initiativ för Commercial Lunar Payload Services (CLPS). IM:s första IM-1-uppdrag kommer att leverera sex CLPS-nyttolaster och sex kommersiella nyttolaster till Oceanus Procellarum under fjärde kvartalet 2021. Deras kommersiella IM-2-uppdrag kommer att leverera en NASA-borr och andra nyttolaster till månens sydpol under fjärde kvartalet 2022 .

"Det tvärvetenskapliga industri-/akademiteamet följer i fotspåren av NASA:s Autonomous Hazard Avoidance and Landing Technology (ALHAT)-projekt som var en banbrytande multicenter NASA/industri/akademiansträngning för precisionslandning, sa Timothy Crain, vice vd för forskning och utveckling på IM. "Att använda ALHAT-paradigmet och teknikerna som utgångspunkt, vi identifierade en kartfri visuell odometriteknik som en spelväxlare för säker och prisvärd precisionslandning."

I det här pappret, forskarna visade hur med en sekvens av bilder, de kan bestämma riktningen ett rymdskepp rör sig. Dessa rörelseriktningsmätningar, kombinerat med data från andra rymdfarkostsensorer och information som forskarna redan känner till om månens orientering, kan ersättas med en serie matematiska relationer för att hjälpa rymdfarkosten att navigera.

"Det här är information som vi kan mata in i en dator, igen i samklang med andra mätningar, att allt sätts ihop på ett sätt som talar om för rymdfarkosten var den är, vart är det på väg, vad fort det går, och vilken riktning den pekar, sa Christian.