Kamery NASA rejestrujące interakcję między lądownikiem Blue Ghost a powierzchnią Księżyca

Powiedz jeszcze raz ser, księżycu. Wchodzimy na kolejne zbliżenie.

Po raz drugi w ciągu niecałego roku technologia NASA zaprojektowana do gromadzenia danych na temat interakcji między pióropuszem rakiety lądownika księżycowego a powierzchnią Księżyca ma odbyć długą podróż do najbliższego niebieskiego sąsiada Ziemi z korzyścią dla ludzkości.

Opracowane w Centrum Badawczym Langley w Hampton w Wirginii, kamery stereoskopowe do badań powierzchni pióropuszów księżyca (SCALPSS) to szereg kamer umieszczonych wokół podstawy lądownika księżycowego w celu zbierania obrazów podczas i po opadaniu i lądowaniu.

Korzystając z techniki zwanej fotogrametrią stereo, badacze z Langley wykorzystają nakładające się obrazy z wersji SCALPSS zainstalowanej na statku Blue Ghost — SCALPSS 1.1 — do stworzenia trójwymiarowego widoku powierzchni.

Wcześniejsza wersja, SCALPSS 1.0, znajdowała się na statku kosmicznym Odysseus należącym do Intuitive Machines, który wylądował na Księżycu w lutym ubiegłego roku. Ze względu na nieprzewidziane sytuacje związane z misją, które wystąpiły podczas lądowania, SCALPSS 1.0 nie był w stanie zebrać obrazów interakcji pióropusza z powierzchnią. Zespół był jednak w stanie obsługiwać ładunek w transporcie i na powierzchni Księżyca po wylądowaniu, co daje mu pewność, że sprzęt na potrzeby wersji 1.1.

Ładunek SCALPSS 1.1 jest wyposażony w dwie dodatkowe kamery – w sumie sześć w porównaniu do czterech w SCALPSS 1.0 – i rozpocznie wykonywanie zdjęć na większej wysokości, przed spodziewanym początkiem interakcji chmury z powierzchnią, aby zapewnić dokładniejszą analizę przed i po zakończeniu procesu. po porównaniu.

Te zdjęcia powierzchni Księżyca nie będą jedynie nowością technologiczną. W miarę wzrostu liczby podróży na Księżyc i liczby ładunków lądujących blisko siebie naukowcy i inżynierowie muszą być w stanie dokładnie przewidzieć skutki lądowań.

Jak bardzo zmieni się powierzchnia? Co dzieje się, gdy lądownik ląduje z wyrzuconą ziemią księżycową, czyli regolitem? Biorąc pod uwagę ograniczone dane zebrane dotychczas podczas opadania i lądowania, SCALPSS będzie pierwszym dedykowanym instrumentem do pomiaru skutków interakcji pióropusza z powierzchnią Księżyca w czasie rzeczywistym i pomoże odpowiedzieć na te pytania.

„Jeśli umieścimy różne rzeczy – lądowniki, siedliska itp. – blisko siebie, możemy piaskować to, co jest obok nas, co spowoduje zwiększenie wymagań dotyczących ochrony innych zasobów na powierzchni, co może zwiększyć masę, i ta masa faluje przez architekturę” – powiedziała Michelle Munk, główna badaczka SCALPSS i pełniąca obowiązki głównego architekta Dyrekcji Misji Technologii Kosmicznych NASA w siedzibie NASA w Waszyngtonie. „To wszystko jest częścią zintegrowanego problemu inżynieryjnego”.

W ramach kampanii Artemis – obecnego podejścia agencji do eksploracji Księżyca – NASA współpracuje z partnerami komercyjnymi i międzynarodowymi w celu ustanowienia pierwszej długoterminowej obecności na Księżycu.

W ramach dostawy w ramach inicjatywy CLPS (Commercial Lunar Payload Services), przewożącej ponad 200 funtów eksperymentów naukowych i demonstracji technologii NASA, SCALPSS 1.1 rozpocznie wykonywanie zdjęć sprzed momentu, w którym pióropusz lądownika zacznie wchodzić w interakcję z powierzchnią, aż do zakończenia lądowania.

Ostateczne obrazy zostaną zgromadzone w małej pokładowej jednostce do przechowywania danych, zanim zostaną przesłane do lądownika w celu przesłania łącza z powrotem na Ziemię. Zespół prawdopodobnie będzie potrzebował co najmniej kilku miesięcy na przetworzenie zdjęć, weryfikację danych i wygenerowanie cyfrowych map wysokości powierzchni 3D. Spodziewana erozja wywołana przez lądownik, którą ujawnią, prawdopodobnie nie będzie bardzo głęboka – w każdym razie nie tym razem.

„Nawet jeśli spojrzysz na stare zdjęcia programu Apollo – a lądowniki z załogą Apollo były większe niż te nowe lądowniki zrobotyzowane – musisz przyjrzeć się naprawdę uważnie, aby zobaczyć, gdzie miała miejsce erozja” – powiedział Rob Maddock, kierownik projektu SCALPSS w Langley. „Spodziewamy się głębokości rzędu centymetrów – może cala. To naprawdę zależy od miejsca lądowania, głębokości regolitu i miejsca, w którym znajduje się skała macierzysta”.

Jest to jednak szansa dla badaczy, aby przekonać się, jak dobrze SCALPSS będzie działać, gdy Stany Zjednoczone będą udoskonalać systemy lądowania ludzi w ramach planów NASA zakładających zbadanie większej powierzchni Księżyca.

„Będą znacznie większe niż nawet Apollo. To duże silniki i prawdopodobnie mogłyby wykopać sporej wielkości dziury” – powiedział Maddock. „Więc to właśnie robimy. Zbieramy dane, których możemy użyć do sprawdzenia modeli, które przewidują, co się stanie”.

NASA współpracuje z kilkoma amerykańskimi firmami w celu dostarczenia nauki i technologii na powierzchnię Księżyca w ramach inicjatywy CLPS. Dzięki tej możliwości różne firmy z wybranej grupy dostawców składają oferty na dostarczanie ładunków dla NASA, obejmujących wszystko, od integracji ładunku i operacji, po wystrzelenie z Ziemi i lądowanie na powierzchni Księżyca.