登月从来齐不是一件容易的事sex8.cc。
就在本年,好意思国自1972年阿波罗17号任务以来的前两次尝试齐未能见效。
首先是Astrobotic公司的游隼着陆器,因鼓舞剂露馅而未能到达月球。
紧接着一个月后,Intuitive Machines公司的着陆器在行将触地时发生翻覆。
这个着陆器依靠视觉自主导航,在降落进程中,其腿撞上了一块岩石,导致着陆腿撅断并侧翻。
尽管如斯,此次事故中的IM-2照旧设法传回了一些热切数据,但耗费价值1.2亿好意思元的着陆器无疑是一次千里重打击。
NASA面对着再行学习如何安全可靠地登月的任务,并需要开发出相应的时候。
即便当代科技照旧取得了强大超越,为什么登月仍然这样难?
接下来,咱们来详备了解一下Firefly公司的“蓝色阴魂”月球着陆器。
保握与月球名义宇航员的踏实通讯至关热切。
在登月进程中,大地指挥中心需要通过绕月飞行的教导舱与登月舱保握关连。
在阿波罗11号任务中,当大地尝试向登月舱发送信息时际遇了通讯问题,信号中出现了噪音。
为了贬责这一问题,登月舱驾驶员巴兹·奥尔德林需要手动调遣着陆器上的S波段天线。
淌若这个问题莫得贬责,通盘登月任务可能就得取消。
而在最近几次好意思国的登月尝试中,并莫得教导舱四肢地球和月球之间的中继站,也莫得训诫丰富的宇航员在现场贬抑止题。
关于这类初步探索而言,径直派东说念主去月球并不合算。
这些尝试齐是NASA营业月球灵验载荷做事表情(CLPS)的一部分,该表情干预了26亿好意思元来支握像Intuitive Machines、Astrobotic和Firefly这样的私营企业,每个表情大要不错得回1亿好意思元的支握。
面前,将灵验载荷送至月球的资本约为每千克100万好意思元。
仅阿波罗11号任务中,两位宇航员所穿的两套宇航服就重达160千克。
考虑到放射东说念主类、保管他们的人命保管系统以及安全复返地球所需的用度,这些齐超出了NASA现时对这类任务的预算范围。
在通盘进行天际探索的国度中,大要一半的登月尝试以失败告终,而火星着陆的见效力也差未几。
关于载东说念主任务而言,这样的失败率是不可接受的。
因此,NASA蓄意开发一种无需熟练宇航员操作,也能可靠施行的时候,为畴昔的阿耳忒弥斯登月事营等载东说念主任务奠定基础。
时候的超越照旧使一些方面变得更好了。
1972年时,用1.2亿好意思元把一个着陆器奉上月球果真是不可能的。
当阿姆斯特朗降落在月球上时,他不得未几次调遣轨说念来遁藏巧合出现的大石块和陨石坑。
今天,借助月球勘察轨说念飞行器提供的高分辨率3D舆图,咱们不错更准确地了解月球名义情况,从而幸免近似问题。
面前,咱们清醒地知说念月球上的每一个陨石坑和巨石的位置,这使得自主导航成为可能。
Firefly公司的“蓝色阴魂”月球着陆器的视觉导航系统配备了两个录像头。
一个是正对着前线的;另一个则安装在支架上,径直朝下看。
这样假想的原因在于,要确保录像头视野里只消月球名义,幸免着陆腿周围的多层隔热材料反射色泽过问导航。
这两个录像头离别用于不同的阶段。
下跌初期延缓时使用前视录像头不雅察大地,接近大地时切换到向下看的录像头以准备着陆。
天然它们不可相互替代,但齐被集成进了一个膨大卡尔曼滤波器中,在一定高度以下不错畴昔责任。
就像IM-2一样,“蓝色阴魂”主要依赖于这套录像头系统,并运用详备的月球舆图来精准笃信我方的位置。
通过识别月球名义的特征,如陨石坑,“蓝色阴魂”概况笃信我方的位置。
着陆器上的筹划机将录像头拍摄到的画面与已知的月球舆图进行对比,以阐述其所在位置。
月球上莫得天气变化来障翳这些特征,但软件需要考虑暗影的变化。
行运的是,太阳的位置是不错展望的。
“蓝色阴魂”筹办沿着晨昏线行进,这条线是月球亮堂的日侧和阴郁的夜侧之间的分界。
它将在月球日出时着陆,这样不错领有14天(很是于地球时刻)的完整月昼时刻来进行任务,然后在壮不雅的月落中落幕。
由于夜间温度会降至零下130摄氏度,着陆器的电板和电子开发无法在这种极点条目下运行。
视觉导航系统的算法,近似于航天器用来笃信场所的恒星跟踪器,但它们不可提供精准的位置信息。
由于咱们照旧知说念月球上每个陨石坑的着实大小和体式,因此估算高度相对浮浅。
这些算法概况止境准确地筹划场所、位置和速率。
关联词,当录像头看不到这些特征时,比如在低空飞行时代,就会出现问题。
尼尔·阿姆斯特朗驾驶阿波罗11号着陆时就际遇了这种情况,其时鼓舞器扬起的灰尘遮住了视野。
关于自主视觉导航系统来说,这相通是个挑战。
此外,当着陆器低于某个高度后,现存的数字月球舆图分辨率不及以撑握视觉导航。
此时,就需要依赖其他系统来进行导航。
首先,需要寻找一些熟习的地标,哪怕它们可能照旧位于迢遥的地平线上。
跟着发现新的特征点,不错把柄新梓里标之间的相对位置来笃信场所。
这种智商被称为SLAM,即同步定位与舆图构建,它相通被应用于自动驾驶汽车的导航。
草榴网当着陆器下跌到距离月球名义大要10米时,视觉导航系统就不再灵验了,因为扬起的灰尘会障翳视野。
这时,着陆器主要依靠惯性测量系统来完成终末的降落。
即使有完好的指导,这亦然一个挑战。
精准规矩推力的是Spectre响应规矩系统,它由8个高精度的火箭发动机组成。
月球着陆器的一个难点在于它们很轻,大部分分量用于佩戴鼓舞剂。
跟着鼓舞剂的破钞,着陆器变得更轻,这编削了推力与分量的比例,况且不休编削着陆器的重点。
为了应酬这个问题,Intuitive Machines公司的着陆器假想得比较高,将燃料罐堆叠起来以贯注横向重点偏移导致翻腾。
关联词,这种假想使着陆器的重点更高,加多了翻倒的风险。
“蓝色阴魂”遴选了不同的政策,将4个燃料罐并列摒弃在并吞层,以镌汰重点。
由于两种鼓舞剂密度不同,需要4个罐子来保握均衡。
通过监测和调遣响应规矩系统的推力,不错应酬握续变化的分量,具体智商是让发动机间歇性地开闭,从而杀青精准规矩。
这些身分齐使得登月止境复杂。
以至着陆腿也需要全心假想。
蓝色阴魂
“蓝色阴魂”的每条腿执行上是一个空腹圆柱体,由3D打印的钛部件组成。
弃取3D打印时候不仅因为它分娩便捷,还因为它能造成特定的里面结构。
假想团队在腿内安装了一种称为“减震梭”的可压缩铝蜂窝状部件,这种假想概况在着陆时继承冲击力,确保四条腿齐能平静战争大地,并保护灵验载荷。
淌若莫得这种缓冲安装,可能会导致某条腿悬空,影响举座踏实性。
此外,“蓝色阴魂”的脚部弃取了碗状假想,这样即使着陆角度略有偏差也不会卡住。
着陆传感器被安置在脚上,用于检测着陆情况。
当着陆时,淌若脚传感器感应到触地,即便开动时处于歪斜状态,脚也会渐渐变平并向另一场所调遣。
只消苟且一只脚触发了传感器,就不错阐述照旧见效着陆。
足部传感器是判断着陆器是否见效着陆的一种格式。
关联词,就像Intuitive Machines公司的着陆器翻倒后的情况一样,有时候大地团队可能无法彻底笃信其状态。
为了阐述着陆情况,他们会查验多个目的,包括着陆腿上的传感器是否被触发、数据链路信号、发动机是否已关闭,以及惯性测量单位提供的场所信息。
然则,仍有可能通盘这些查验齐泄漏着陆见效,而执行上着陆器可能从大地反弹并正在摆零碎体复返月球名义。
由于月球距离地球很远,及时数据有限,这使得准确判断变得辛勤。
“蓝色阴魂”任务及通盘CLIPS筹办的办法之一便是改善这一现象,为畴昔的月球探索提供更多器用。
其中一个关键是通讯和导航系统。
好意思国和欧洲在这方面存在不及,而中国照旧取得了显贵弘扬。
2018年,中国放射了首颗月球中继卫星至拉格朗日L2点。
该位置允许握续不雅测月球后头,并与地球保握径直关连,从而幸免了单颗绕月卫星可能履历的万古刻通讯中断。
凭借这颗中继卫星,中国于2019年见效将东说念主类首个着陆器降落在月球后头。
2024年,中国又放射了一颗带有强大抛物面天线的新中继卫星,概况同期支握10个不同探伤器的通讯。
比拟之下,好意思国和欧洲面前尚未达到这种才能。
“蓝色阴魂”佩戴的灵验载荷,旨在测试使用好意思国和欧洲卫星发出的公共导航系统信号进行定位的可能性。
这将有助于畴昔月球航天器得回更精准的位置、速率和时刻。
现时,地球除外的导航主要依赖NASA的深空收罗,这是一个由大型无线电天线组成的阵列,正经向星际航天器发送定位信息。
“蓝色阴魂”将在视觉导航系统承袭前,通过瑞典天际公司接收定位数据。
关联词,NASA照旧在运用GPS信号为4个究诘地球磁场的航天器提供位置数据,这些航天器位于距离月球一中途程的轨说念上。
但NASA的办法不仅限于此,他们筹办为畴昔的月球任务开发一个完整的节点和卫星收罗,称为LunaNet。
LunaNet是下一步的发展场所,它执行上从Intuitive Machines公司的初次着陆任务就开动了,其时佩戴了一个名为月球节点-1(LN-1)的测试节点。
这个节点是一个袖珍立方体卫星大小的S波段导航信标。
其首席工程师将其譬如为海上的灯塔,为过往船只提供关键的导航信息。
他设念念每个后续的月球任务齐会佩戴这样一个灯塔,徐徐开发起一个月球节点收罗。
首先,该灵验载荷筹办全天候传输信号,但由于着陆器未能见效着陆,它仅进行了两次各15分钟的信号传输。
尽管如斯,深空收罗照旧见效锁定了这些片晌的传输,为新系统提供了难得的数据。
“蓝色阴魂”的下一个任务定于2026年放射,将包括一颗新的绕月通讯卫星。
这颗卫星由英国Surrey卫星时候公司制造,旨在为畴昔的极地月球任务和月球后头任务提供通讯支握。
这是欧洲和好意思国畴昔月球探索办法的热切一步sex8.cc。