Revolutia tehnologiei NDL: Ghidarea spatiala aterizeaza pe Luna

NASA va lansa luna aceasta landerul lunar Nova-C al furnizorului său de servicii comerciale de livrare Intuitive Machines, care va transporta mai multe încărcături științifice și tehnologice ale NASA, inclusiv Lidarul Doppler de Navigație (NDL). Acest sistem inovator de ghidare, dezvoltat de Centrul de Cercetare Langley al NASA din Hampton, Virginia, în cadrul Direcției Misiunii Tehnologiei Spațiale a agenției (STMD), are potențialul de a revoluționa aterizarea navelor spațiale pe lumi extraterestre.

Tehnologia NDL este o încărcătură NASA pentru această livrare a serviciilor comerciale de încărcătură lunară (CLPS) ale Intuitive Machines, ceea ce înseamnă că NASA va demonstra capacitățile NDL în mediul lunar în timpul misiunii, dar datele nu sunt considerate critice pentru aterizarea cu succes a navei Nova-C, deoarece Intuitive Machines are propriile sisteme de navigare și aterizare.

Povestea NDL a început acum aproape 20 de ani, când dr. Farzin Amzajerdian, managerul de proiect NDL la NASA Langley, a făcut o descoperire și a găsit o modalitate precisă de a ateriza rovere pe Marte. La sfârșitul anilor ’90 și începutul anilor 2000, mai multe încercări de a ateriza rovere pe suprafața planetei Marte s-au confruntat cu numeroase provocări semnificative.

Radarul era în mod inherent imprecis pentru această aplicație. Undele radio acoperă o suprafață mare pe sol, ceea ce înseamnă că craterele și bolovanii mai mici, care se găsesc frecvent pe suprafața marțiană, ar putea „dispărea” în detectare și ar putea cauza pericole neașteptate pentru landere.

Îți mai recomandăm

„Landerelor le era necesar senzorul radar pentru a le spune cât de departe se află de sol și cât de repede se mișcă, astfel încât să poată calcula momentul potrivit pentru deschiderea parașutei”, a spus Amzajerdian. „Dacă se întâmpla prea devreme sau prea târziu, landerul ar fi ratat ținta sau s-ar fi prăbușit în suprafață.”

Undele radio nu puteau măsura și viteza și distanța independent una de cealaltă, ceea ce este important, potrivit lui Aram Gragossian, responsabil cu electro-optica pentru NDL la NASA Langley, care s-a alăturat echipei acum aproximativ șase ani.

„Dacă treci peste o pantă abruptă, distanța se schimbă foarte rapid, dar asta nu înseamnă că viteza ta s-a schimbat”, a spus el. „Dacă furnizezi doar această informație sistemului tău, poate provoca reacții catastrofale.”

Amzajerdian știa despre această problemă și știa cum să o rezolve.

„De ce să nu folosim un lidar în loc de un radar?” a întrebat el.

Lidarul, care înseamnă detectarea și măsurarea cu lumină, este o tehnologie care utilizează lumina vizibilă sau infraroșie în același mod în care radarul utilizează undele radio. Lidarul trimite impulsuri laser către o țintă, care reflectă o parte din lumina înapoi către un detector. Pe măsură ce instrumentul se mișcă în raport cu ținta sa, schimbarea frecvenței semnalului returnat – cunoscută și sub numele de efect Doppler – permite lidarului să măsoare viteza direct și precis. Distanța este măsurată pe baza timpului de călătorie al luminii către țintă și înapoi.

Lidarul oferea mai multe avantaje față de radar, în special faptul că laserul transmite o rază de lumină precisă și exactă.

În 2004, Amzajerdian a propus NDL ca pe un concept echipei Mars Science Laboratory. În 2005, el și echipa sa au primit finanțare de la Langley pentru a realiza o demonstrație de concept. Apoi, în 2007, au primit finanțare pentru construirea și testarea unui prototip de elicopter. Acesta este momentul în care dr. Glenn Hines de la Langley s-a alăturat NDL – mai întâi ca lider electronic și acum ca inginer-șef.

De atunci, Amzajerdian, Hines și numeroși alți membri ai echipei au lucrat neobosit pentru a asigura succesul NDL-ului.

Hines îi dă meritul personalului NASA care a continuat să susțină NDL. „În aproape tot ce faci în viață, este nevoie de un campion”, a spus Hines, „cineva în colțul tău care spune: «Uite, ceea ce faci este bun. Acesta are credibilitate»”.

Livrarea Intuitive Machines este doar începutul poveștii NDL; un sistem de nouă generație este deja în lucru. Echipa a dezvoltat un senzor companion pentru NDL, o cameră multifuncțională Flash Lidar. Flash Lidar este o tehnologie de cameră 3D care supraveghează terenul înconjurător – chiar și în întuneric complet. Împreună cu NDL, Flash Lidar va permite accesul „oriunde, oricând”.

Viitoarele versiuni ale NDL ar putea avea utilizări în afara afacerilor dificile de aterizare pe suprafețe extraterestre. De fapt, ele ar putea avea utilizări într-un mediu terestru, cum ar fi ajutorul pentru navigarea mașinilor autonome pe străzi și autostrăzi.

Privind istoria și traiectoria NDL-ului, un lucru este sigur: călătoria inițială către Lună va fi rezultatul decadelor de muncă grea, perseverență, determinare și o credință fermă în proiect din partea echipei, dar susținută cel mai vehement de campionii NDL, Amzajerdian și Hines.

NDL a fost „Invenția Anului” la NASA în 2022. Patru programe din cadrul STMD au contribuit la dezvoltarea NDL-ului: Oportunități de zbor, Transfer Tehnologic, Cercetare Inovare pentru Întreprinderile Mici și Transfer Tehnologic pentru Întreprinderile Mici și Dezvoltare cu Schimbare de Joc.

NASA colaborează cu mai mulți furnizori CLPS pentru a stabili o rutină regulată de livrare a încărcăturilor pe Lună pentru a efectua experimente, a testa tehnologii și a demonstra capacități care să ajute NASA să exploreze suprafața lunară. Încărcăturile livrate prin intermediul CLPS vor ajuta NASA să avanseze capacitățile în domeniile științei, tehnologiei și explorării pe Lună.

Acest titlu a fost scris de inteligență artificială Chat GPT, unele date pot fi incorecte. Pentru stirea originala, verificati sursa: Link catre sursa

Sursa si foto: NASA