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美国宇航局的月球侦察轨道运动员:教授旧的航天器新技巧继续探索月亮

时间:2022-04-30 09:58:06来源:

LRO能够查看侧面或扭转的能力的一个例子是Tycho火山口中央峰的这种形象。中央峰值复合体是东南部约15公里(约9.3英里)到西北部(在此观点中左右到达)。

美国宇航局的月球侦察轨道飞行器(LRO)航天器远远超过了其计划的任务持续时间,揭示了月亮持有惊喜:可用于支持未来的月球探索,在月球杆的永久阴影区域中最寒冷的地区最寒冷的地方的冰矿床,并且它是一个活跃的世界,正在萎缩,在我们眼前发生萎缩,产生月桂糕和改变。LRO已经以精致的细节映射了表面,返回了数百万个迷人美丽的月球景观的图像,并为NASA的Artemis计划下的未来人类任务铺平了道路。

在2018年春季,LRO的微型惯性测量单元(MIMU),用于帮助指出航天器乐器的关键传感器被驱通,以保护其剩余的寿命,以便在展示空间恶劣环境中呈现自然老龄化的迹象。Mimu就像一个车速表。它测量LRO的旋转速度。如果没有它,LRO被迫依赖星跟踪器的数据 - 具有图像处理软件的视频摄像机,其基于星形地图的前往 - 点和重新定位航天器。“这有限有能力重新装修(拆卸)用于科学目的的航天器,”NASA在马里兰州Greenbelt的Geenbelt在Greenbelt的戈德通道航天飞行中心的铅系统工程师julie halverson表示。

Tycho Crater中央峰顶峰会领域的斜视图。背景中的巨石宽120米,图像宽约1200米。

“重新定向航天器以获得侧视数据对于科学家来说是有价值的,因为它允许我们衡量光线如何不同地反射月亮,这取决于仪器的视野,”NASA戈达德的LRO项目科学家Noah Petro说。“这被称为表面的光度法。此外,相机采用侧视图像以构建表面的3D图像,并收集有助于分解地质关系的月球的透视图。“为了再次获取LRO LOSING,美国宇航局的工程师开发了一种新的算法,可以通过融合星形跟踪器测量的其他信息,估算LRO旋转速度,以及LRO飞行计算机的其他信息。

对于LRO的新车速表来正常运行,明星跟踪人员需要维持一个无障碍的星星视图,可以被地球或月亮挡住,或者太阳的眩光。否则,不可能确定方向或估计航天器的转速。在科学演习中确保星际跟踪器总是无阻碍的许多科学观察,这可以很容易地用没有它的苗木进行。重新夺回这些遗漏的机会,戈达德,美国宇航局的工程安全中心(NESC)和加利福尼亚州蒙特雷的海军研究生院(NPS),再次在合作研究历史悠久地迅速发展新的,革命性的方法使LRO能够保持月亮,以其最大的能力。

LROC WAC MOSAIC与拍摄NAC斜图像时的灯光与照明。北部,马赛克宽130公里。

“我们为LRO开发的算法被称为快速机动或”FASTMAN“,它与基于LRO的Star-Tracker的控制器配合使用,”NPS和Fastman项目领先的研究副教授Mark Karpenko表示。“动作自然地转向明亮的物体,就像在自动驾驶汽车中的障碍物一样。”计算机算法是处理数据的一组指令。Karpenko能够使用基于NASA-NPS团队以前使用的同一工具的软件工具来构建Fastman来通过将来自空间环境的力量与其陀螺仪结合在一起而不是燃烧燃料来通过射击其推进器来重新定位国际空间站。这种“零推进式机动”类似于帆船中使用的粘性机动。

“月球侦察轨道特常见的是特殊的扭转,因为它的时间和我们安排这些回流的能力受到执行它们的限制,”纳斯卡戈达德州洛克副项目科学家John Keller表示。通过Fastman,LRO能够执行近200个额外的回转,否则无法执行。

显示相同120米宽巨石的Tyyo中央峰顶山顶垂直视图。

“实际上,到目前为止,我们实现的大多数绩效改进是通过使用Fastman的结果来创建我们称之为'出租车的机动,”Karpenko说。由于全快乐需要更改LRO的飞行软件,因此Karpenko设计了出租车机动,以实现Fastman的大部分目标,同时要求无需飞行软件修改。“遗憾的是,在我们可以更新飞行软件之前,我必须在循环中,”卡佩霍克说。全快速机动是完全自主的。

第一个Fastman Slew在2020年7月后期的轨道上进行,并允许LRO相机,其中一位LRO的七种科学仪器之一,以获得比TaxicAb Slew速度快25%的侧视图像的侧视图像。通过这些新算法,LRO再次能够快速地查看侧面,并且航天器处于健康状态,所有乐器仍然收集数据。“LRO现在是最初预期为期两年任务的11年的11年级,”Petro说。“我们定期监控所有LRO系统以进行劣化或变化的迹象。燃料可能是我们的限速因素,目前的估计将我们放置至少五年的燃料船上,如果不是更多的话。“

2010年,NPS,NESC和戈达德合作地实施了在轨道上进行的第一个最低时间的重新定向演习。这种创新的工作是作为痕迹航天器的终身航班示范。今天,农历界是这种开拓工作的受益者。“NPS开发的回转算法已经允许LRO收集更多科学,”NEIL DENNEHY,NASA技术研究员提供指导,导航和控制。“我期待在未来我们的行业合作伙伴将能够利用这项技术。”

LRO由位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心管理,位于华盛顿NASA总部的科学任务部。2009年6月18日推出,LRO已将数据与七个强大的乐器收集了一系列数据,为我们对月球的知识做出了宝贵的贡献。美国国家航空航天局(NASA)与商业和国际合作伙伴一起引领着月球的可持续回归,以扩大人类在太空中的存在并带回新的知识和机会。

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