LA NASA TESTE LA TECHNOLOGIE D'ATTERRISSAGE LUNAIRE AUTONOME

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En prévision de nombreux atterrissages sur la Lune à venir, la NASA teste un système d'atterrissage lunaire autonome dans le désert de Mojave en Californie. Le système est appelé «système de navigation relatif au terrain». Il est testé sur le lancement et l'atterrissage d'une fusée Zodiac, construite par Masten Space Systems. Le test aura lieu le mercredi 11 septembre.

La navigation relative au terrain occupera une place importante dans l'exploration future de la Lune et de Mars. Il donne aux vaisseaux spatiaux des capacités d'atterrissage extrêmement précises sans l'aide du GPS, qui n'est évidemment pas disponible sur d'autres mondes. Il a besoin de deux choses pour fonctionner efficacement: des cartes satellites du terrain sur lequel le vaisseau spatial se déplace et des caméras précises.

Pour utiliser un système de navigation relatif au terrain, un vaisseau spatial doit avoir des cartes satellite détaillées de la zone sur laquelle il atterrit. Il utilise ensuite des caméras pour visualiser le sol en dessous. En plaçant les images de la caméra sur ses cartes à bord, il est capable de «savoir» où il se trouve et d'atteindre son point d'atterrissage désigné avec précision et en toute sécurité.

Bien que la fusée de ce test provienne de Masten Space Systems, le système d'atterrissage autonome est développé par le Draper Laboratory à but non lucratif de Cambridge, Massachusetts. L'enquêteur principal de Draper pour le système est Matthew Fritz. Fritz contraste le système autonome qu'il développe avec la façon dont les astronautes d'Apollo ont atterri sur la Lune.

"L'ordinateur d'Eagle n'avait pas de système assisté par vision pour naviguer par rapport au terrain lunaire, donc Armstrong regardait littéralement par la fenêtre pour savoir où se poser", a déclaré Fritz. "Maintenant, notre système pourrait devenir les" yeux "du prochain module d'atterrisseur lunaire pour aider à cibler l'emplacement d'atterrissage souhaité."

"Nous avons des cartes satellites embarquées chargées sur l'ordinateur de vol et une caméra agit comme notre capteur", a expliqué Fritz dans un communiqué de presse. «La caméra capture des images lorsque l'atterrisseur vole le long d'une trajectoire et ces images sont superposées sur les cartes satellites préchargées qui incluent des caractéristiques de terrain uniques. Ensuite, en cartographiant les entités dans les images en direct, nous pouvons savoir où se trouve le véhicule par rapport aux entités sur la carte. "

L'exploration spatiale est une question d'avancées technologiques comme la navigation relative au terrain. Les voyages spatiaux et la technologie sont en boucle les uns avec les autres.

Lorsque les astronautes d'Apollo ont atterri sur la Lune, ils l'ont fait manuellement. Ce sont des missions époustouflantes, où les pilotes ont amené leurs atterrisseurs à la surface lunaire avec leurs yeux, leur dextérité manuelle et leurs nerfs d'acier. Le programme Apollo avait un ordinateur de guidage qui aidait les astronautes à atteindre la Lune et à rentrer chez eux, mais lors des atterrissages lunaires, c'était aux astronautes. Armstrong lui-même a déclaré qu'il ne faisait pas confiance au système de guidage pour atterrir dans le cratère dans lequel Apollo 11 a atterri.

C’est un crédit aux astronautes d’Apollo qu’aucun ne s’est écrasé sur la Lune. Mais avec un intérêt croissant pour la Lune, y compris le programme Artemis de la NASA, un système d'atterrissage autonome sera une percée technologique importante.

Les efforts de la NASA pour développer une navigation relative au terrain remontent à quelques années, au début des années 2000. Ils travaillent avec des partenaires de l'industrie tels que Draper et Masten Space Systems dans le cadre du projet d'atterrissage sûr et précis - évolution des capacités intégrées (SPLICE). L'objectif global est de développer une «suite intégrée de capacités d'atterrissage et d'évitement des dangers pour les missions planétaires».

La navigation relative au terrain est la clé de l'effort. SPLICE comprend également le développement d'un lidar de navigation Doppler, d'un lidar de détection des dangers et, bien sûr, d'un matériel informatique et de logiciels puissants pour rassembler tous ces éléments.

Grâce à SPLICE, les futures missions sur la Lune, avec et sans équipage, seront beaucoup plus sûres. Pour atteindre le niveau de sécurité souhaité, la NASA s'appuie sur des partenaires de l'industrie pour tester toutes ces technologies. Alors que le prochain test de mercredi mettra en vedette une fusée de banc d'essai Masten, le test aura finalement lieu sur des fusées plus avancées, y compris des fusées réutilisables. À terme, le système de navigation relatif au terrain Draper sera testé sur une fusée Blue Origin New Shepard.

"Si nous n'avions pas ces tests de terrain intégrés, beaucoup de nouvelles technologies d'atterrissage de précision pourraient encore être installées dans un laboratoire ou sur papier ..."
John M. Carson III, chercheur principal pour le projet SPLICE.

«Ces types de véhicules commerciaux nous fournissent un moyen très précieux de tester de nouvelles technologies de guidage, de navigation et de contrôle et de réduire leurs risques de vol avant d'être utilisés dans de futures missions», a déclaré John M. Carson III, chercheur principal pour le projet SPLICE chez Johnson de la NASA. Space Center à Houston.

Le système de navigation sera testé non seulement sur une variété de fusées tout au long des étapes de son développement, mais également sur des ballons stratosphériques. "En testant sur différentes plates-formes et à différentes altitudes, nous sommes en mesure d'obtenir la gamme complète des capacités de l'algorithme", a expliqué Fritz. "Cela nous aide à identifier où nous devrons effectuer la transition entre les cartes satellites pour différentes périodes du vol."

Ce test progressif est la clé de tout le développement de ce système d'atterrissage autonome. En progressant vers des fusées et des bancs d'essai plus complexes et plus chers, le risque est contrôlé.

"Si nous n'avions pas ces tests de terrain intégrés, de nombreuses nouvelles technologies d'atterrissage de précision pourraient encore être installées dans un laboratoire ou sur papier, étant jugées trop risquées pour le vol", a déclaré Carson à propos des avantages des tests en vol commerciaux. «Cela nous donne l'opportunité très nécessaire d'obtenir les données dont nous avons besoin, de faire les révisions nécessaires et de construire un aperçu et une confiance dans la façon dont ces technologies fonctionneront sur un vaisseau spatial.»

Les technologies du programme SPLICE font déjà leur chemin dans les missions spatiales. Leur inclusion prévue dans les prochains services commerciaux de charge utile lunaire aidera ce programme à livrer de petits atterrisseurs et rovers dans la région polaire sud de la Lune. Les technologies SPLICE feront également partie du système de vision d'atterrisseur Mars 2020.