Om toekomstige maanverkenningsmissies succesvol te laten zijn en nauwkeuriger te landen, ingenieurs moeten ruimtevaartuigen uitrusten met technologieën waarmee ze kunnen "zien" waar ze zijn en kunnen reizen naar waar ze moeten zijn. Het vinden van specifieke locaties te midden van de gecompliceerde topografie van de maan is geen eenvoudige taak.

In recent gepubliceerd onderzoek in de AIAA Journal of Spacecraft and Rockets , een multidisciplinair team van ingenieurs demonstreerde hoe een reeks maanbeelden kan worden gebruikt om de richting af te leiden waarin een ruimtevaartuig beweegt. Deze techniek, soms visuele odometrie genoemd, maakt het mogelijk om navigatie-informatie te verzamelen, zelfs als er geen goede kaart beschikbaar is. Het doel is om ruimtevaartuigen in staat te stellen nauwkeuriger te richten en te landen op een specifieke locatie op de maan zonder dat een volledige kaart van het oppervlak nodig is.

"Het probleem is echt precisielanding, " zei Johannes Christiaan, een universitair hoofddocent lucht- en ruimtevaarttechniek aan het Rensselaer Polytechnic Institute en eerste auteur van het papier. "Er is een grote drive geweest om de landingsvoetafdruk kleiner te maken, zodat we dichter bij plaatsen van wetenschappelijk belang of interesse voor toekomstige menselijke verkenning kunnen komen."

In dit onderzoek, Christian werd vergezeld door onderzoekers van de Utah State University en Intuitive Machines, LLC (IM) in Houston, Texas. NASA heeft IM meerdere taakopdrachten toegekend onder het Commercial Lunar Payload Services (CLPS) -initiatief van het bureau. De inaugurele IM-1-missie van IM zal in het vierde kwartaal van 2021 zes CLPS-payloads en zes commerciële payloads leveren aan Oceanus Procellarum. Hun IM-2 commerciële missie zal in het vierde kwartaal van 2022 een NASA-boormachine en andere payloads naar de zuidpool van de maan leveren .

"Het interdisciplinaire industrie-/academische team treedt in de voetsporen van het NASA Autonomous Hazard Avoidance and Landing Technology (ALHAT)-project, dat een baanbrekende multi-center NASA/industrie/academia-inspanning was voor precisielanding, " zei Timothy Crain, de vice-president van onderzoek en ontwikkeling bij IM. "Met het ALHAT-paradigma en de technologieën als uitgangspunt, we hebben een kaartvrije visuele odometrietechnologie geïdentificeerd als een game-changer voor veilige en betaalbare precisielanding."

In deze krant, de onderzoekers toonden aan hoe, met een opeenvolging van afbeeldingen, ze kunnen de richting bepalen waarin een ruimtevaartuig beweegt. Die bewegingsrichting metingen, gecombineerd met gegevens van andere ruimtevaartuigsensoren en informatie die wetenschappers al weten over de oriëntatie van de maan, kan worden vervangen door een reeks wiskundige relaties om het ruimtevaartuig te helpen navigeren.

"Dit is informatie die we in een computer kunnen invoeren, opnieuw in overeenstemming met andere metingen, dat alles in elkaar wordt gezet op een manier die het ruimtevaartuig vertelt waar het is, waar gaat het heen, hoe snel gaat het, en in welke richting het wijst, ' zei Christiaan.