Under totalt 30 minuter i februari tände NASA en fyr på månen – och testade framgångsrikt ett sofistikerat positioneringssystem som kommer att göra det säkrare för Artemis-erans upptäcktsresande att besöka och etablera en permanent mänsklig närvaro på månens yta.
Lunar Node 1-demonstratorn, eller LN-1, är ett autonomt navigationssystem avsett att tillhandahålla ett punkt-till-punkt-kommunikationsnätverk i realtid på månen. Systemet – som testades under Intuitive Machines IM-1-uppdrag som en del av NASA:s CLPS (Commercial Lunar Payload Services)-initiativ – kunde länka samman orbiters, landare och till och med enskilda astronauter på ytan, digitalt verifiera varje upptäcktsresandes position i förhållande till andra nätverksanslutna rymdfarkoster, markstationer eller rovers i rörelse.
Det systemet skulle vara en markant förbättring jämfört med konventionella, jordbaserade radiodatareläer, sa NASA-forskare – ännu mer jämfört med Apollo-erans astronauter som försöker "ögonblicka" avstånd och riktning på den stora, mestadels grå månytan.
"Vi har tänt en tillfällig fyr på månens strand", säger Evan Anzalone, LN-1 huvudutredare vid NASA:s Marshall Space Flight Center i Huntsville, Alabama. "Nu försöker vi leverera ett hållbart lokalt nätverk – en serie fyrar som visar vägen för rymdfarkoster och markbesättningar att säkert, tryggt sprida ut sig och utforska."
Experimentet lanserades den 15 februari som nyttolast på IM-1-uppdraget. Nova-C-landaren, som heter Odysseus, landade framgångsrikt den 22 februari nära Malapert A, en månnedslagskrater nära månens sydpolsregion, och utförde den första amerikanska kommersiella landningen utan besättning på månen. Landaren tillbringade sina efterföljande dagar på ytan och genomförde sex vetenskaps- och teknikdemonstrationer, bland dem LN-1, innan den officiellt stängdes av den 29 februari.
"Denna bedrift från Intuitive Machines, SpaceX och NASA visar löftet om amerikanskt ledarskap i rymden och kraften i kommersiella partnerskap under NASA:s CLPS-initiativ," sa NASA-administratör Bill Nelson i ett uttalande efter landningen. "Dessutom öppnar denna framgång dörren för nya resor under Artemis för att skicka astronauter till månen och sedan vidare till Mars."
Under IM-1:s transmånära resa genomförde Marshall-teamet dagliga tester av LN-1-fyren. Den ursprungliga planen var att nyttolasten skulle sända sin fyr dygnet runt vid landning. NASA:s Deep Space Network, den internationella gigantiska radioantennuppsättningen, skulle ha tagit emot den signalen i - i genomsnitt - 10 timmar dagligen.
Istället, på grund av landarens landningsorientering, genomförde LN-1 två 15-minuterssändningar från ytan. DSN-tillgångar har framgångsrikt låst på signalen, matar telemetri, navigeringsmätningar och annan data till forskare vid Marshall, NASA:s Jet Propulsion Laboratory och Morehead State University i Morehead, Kentucky. Teamet fortsätter att utvärdera data.
LN-1 gav till och med kritisk backup till IM-1:s navigationssystem ombord, konstaterade Dr Susan Lederer, CLPS-projektforskare vid NASA:s Johnson Space Center i Houston. LN-1-teamet "upptog verkligen uppgiften", sade hon, genom att vidarebefordra rymdfarkostspositioneringsdata under translunar flygning till NASA:s Deep Space Network-satelliter vid Goldstone och Madrid Deep Space Communications Complexes i Fort Irwin, Kalifornien, och Robledo de Chavela , Spanien, respektive.
Med tiden skulle navigeringshjälpmedel som Lunar Node-1 kunna användas för att utöka navigerings- och kommunikationsreläer och ytnoder, vilket ger ökad robusthet och kapacitet för en mängd olika användare i omloppsbana och på ytan.
När månens infrastruktur expanderar, föreställer sig Anzalone att LN-1 utvecklas till något som liknar ett nätverk som övervakar och underhåller ett hektiskt tunnelbanesystem, spårar varje "tåg" i realtid och fungerar som en del av en större, LunaNet-kompatibel arkitektur. , som förstärker andra NASA och internationella investeringar, inklusive den japanska byrån för utforskning av flyg- och rymdfartens Lunar Navigation Satellite System.
Och tekniken lovar ännu större värde för NASA:s måne till Mars ansträngningar, sa han. LN-1 kan förbättra dataleveransen till månutforskare med bara några sekunder jämfört med konventionella reläer – men realtidsnavigering och positionering blir mycket viktigare på Mars, där överföringsförseningar från jorden kan ta upp till 20 minuter.
"Det är väldigt lång tid att vänta på att en rymdfarkostpilot gör en precisionsjustering av omloppsbanan, eller på människor som korsar okända Mars-landskap," sa Anzalone. "LN-1 kan göra fyrfyrar för alla upptäcktsresande, fordon, tillfälliga eller långtidsläger och intressanta platser som vi skickar till månen och till Mars."
Tillhandahålls av NASA
