缺席了五十年之后,NASA根据Artemis计划重返月球表面 - 用于长期的人类勘探和利用 - 正在为小型卫星和小型陆地平台提供商业和学术机会(例如,商业月球付费量服务计划 - CLPS)。双旋转剂推进器是一种可靠,低风险和飞行验证的方法,用于用于进入,下降和降落(EDL)或空间附近操作所需的复杂操作所需的推进和态度控制。但是,由于过去十年来竞争激烈的商业太空市场,卫星子系统还必须负担得起,以购买最终的任务设计和工程解决方案。Therefore starting in 2019, and based off prior satellite integration work, Aerojet Rocketdyne (AR) undertook an advanced propulsion development effort to combine modern metal additive manufacturing (AM) techniques with thrust scalable hypergolic MON-25 propulsion technology to create a high performance and fully integrated (i.e., multiple thrusters integrated into a single package) reaction control system (RCS) at a fraction of the production cost when compared to the由单个推进器组装的遗产设计。RCS设计的开发点来自一系列新型的添加性制造推进器系列,稳定地燃烧了5 lbf和100 lbf的推力水平,用单甲基羟基津(MMH)燃料燃烧挥发性MON-25氧化剂。在子系统级别的成本降低了零件和功能的AM集成,从而减少了材料的构建,触摸劳动和组装时间。此外,AM允许设计适应不断变化的要求,例如推进器的数量,方向和推力水平。通过利用MON-25的较低冰点为-55°C(与传统的二氧化二氧化氧化氧化氧化氧化剂相比)来降低卫星水平的成本,以最大程度地减少质量,热量和功率需求,同时在深空环境中运行。此外,对于MMH/MON-25的相等体积混合比率的推进器操作允许在操纵过程中采用模块化方法进行储罐设计和可预测的重心。本文概述了ISE-5和ISE-100 MON-25推进器技术,该技术为集成设计和AM RCS概念本身的开发进步提供动力。这包括减少练习活动,例如概念证明AM材料测试示威者和水流测试单元。
避障后,着陆点瞄准图中安全区域的中心。现在优先考虑安全性,选择先避障,然后准确降落在目标地点(因此航天器瞄准了距离目标地点 11.8 米的地点)。因此,在避障之前先评估精确着陆的准确性。
人们希望机器人航天器能够在未知的动态环境中进行探索。欧罗巴着陆器任务概念就是这样一个任务,它需要处理极其有限的寿命和能源供应,管理长时间停电的间歇性通信,面临众多环境危险,最终距离地球太远而无法依赖人类控制。迄今为止,没有任何任务能够达到所需的自主性水平,也没有任务能够像这次任务一样,在通信限制、不确定性和任务概念复杂性方面达到同等水平。因此,必须证明自主性的可行性,然后才能委托它进行关键任务规划。在本文中,我们提出了一个自主软件原型,它可以展示和测试不同规划人员和执行人员在有限的人类干预下执行复杂、以科学为中心的任务的能力。原型使用分层效用模型,用于最大化预期的科学回报量以及地面施加的任务目标数量。我们展示了该系统如何处理复杂太空任务中预期的一些自主任务,例如决策、现场数据采集和分析、数据优先级排序、资源管理和故障响应处理(无论是在模拟中还是在实际硬件上)。通过几个基于场景的实验,我们展示了不同的规划人员和执行人员如何应对欧罗巴着陆器任务概念的挑战。我们还展示了该系统可以与硬件原型配合使用,进行自主现场测试。
除了全面满足成功标准并传输高精度着陆的技术数据外,月球表面的活动还将持续到日落,着眼于未来在全面月球和行星探索期间在月球表面进行的任务。
摘要 迈出了空中行星探索的第一步。Ingenuity 显示出非常有希望的结果,新的任务已经在进行中。旋翼机能够飞行。这种能力可用于支持进入、下降和着陆的最后阶段。因此,可以缩小质量和复杂性。自转是一种下降方法。它描述了无动力下降和着陆,通常由直升机在发动机故障时执行。建议使用 MAPLE 来测试这些程序并了解其他行星上的自转。在这一系列实验中,使用了 Ingenuity 直升机。Ingenuity 将在继续正常飞行之前自转“空中着陆”。最终,收集的数据将有助于了解火星上的自转及其在行星际探索中的应用。
过去,月球探测任务几乎完全依赖于直接对地 (DTE) 通信,同时使用来自地球的测距辐射测量进行导航。早在阿波罗任务初期(Farquhar,1971),月球中继基础设施的优势就已初见端倪,中国嫦娥四号任务最近的月球背面着陆也证明了这一点(Gao 等人,2019;后者专注于将遥测数据传送到地面,而不是提供独立的轨道确定和导航解决方案)。月球探测任务数量的增长趋势正在产生部署月球通信和导航基础设施以支持国际社会的需求。这反过来又可以成为更多公共和私人全球地月计划的催化剂。
在太空着陆操作期间,准确估计航天器的相对姿态对于确保安全成功着陆至关重要。本文提出了一种基于 3D 光检测和测距 (LiDAR) 的 AI 相对导航架构解决方案,用于自主太空着陆。所提出的架构基于混合深度循环卷积神经网络 (DR-CNN),将卷积神经网络 (CNN) 与基于长短期记忆 (LSTM) 网络的循环神经网络 (RNN) 相结合。获取的 3D LiDAR 数据被转换为多投影图像,并将深度和其他多投影图像输入 DRCNN。该架构的 CNN 模块可以有效地表示特征,而 RNN 模块作为 LSTM,可提供鲁棒的导航运动估计。我们考虑、模拟和实验了各种着陆场景,以评估所提出架构的效率。首先使用 PANGU(行星和小行星自然场景生成实用程序)软件创建基于 LiDAR 的图像数据(范围、坡度和海拔),然后使用这些数据对所提出的解决方案进行评估。建议使用 Gazebo 软件中的仪表化空中机器人进行测试,以模拟在合成但具有代表性的月球地形(3D 数字高程模型)上着陆的场景。最后,使用配备 Velodyne VLP16 3D LiDAR 传感器的真实飞行无人机进行真实实验,以在设计的缩小版月球着陆表面上着陆时生成真实的 3D 场景点云。所有获得的测试结果表明,所提出的架构能够通过良好合理的计算提供良好的 6 自由度 (DoF) 姿势精度。
NASA 已经制定了货物着陆器运送概念参考任务,该任务将在 B 版 ADD 中添加到其中。该参考任务:• 将未卸载和/或已卸载的货物运送到月球表面。• 根据货物着陆器提供商协议,提供所有必要的服务,以维护货物从太空运输到登陆月球表面的整个过程,直到货物从着陆器上卸载下来或处于不再需要着陆器提供的这些服务的运行状态。• 确保以足够的精度成功着陆在月球表面可进入和可用的位置。• 在月球表面为机组人员接近着陆器建立安全条件。• 验证未卸载和/或已卸载货物的健康和功能。• 执行任何着陆器报废操作(包括潜在的重新安置),确保着陆操作后货物或其他表面资产不会受到着陆器的不利影响。
摘要 - 2020年代,Artemis计划致力于将人类降落到月球上,从而在十年末实现了可持续的月球存在。,要向月球表面提供大量有效载荷,以支持当前可用的地球发射系统的这些目标。发射系统的有效载荷能力限制了月球着陆器的大小,从而限制了其货物容量。幸运的是,如果多个着陆器在太空中融合在一起,则可以显着提高着陆器货物的能力。此概念以前已被引入为可加入的底盘,以最大程度地提高有效载荷(跳跃)着陆器。利用跳跃着陆器系统将增加选择权,并使遵守白宫高级领导层发出的指令更加容易发起月球上的长期活动。从定义上讲,这种活动意味着广泛的居住,流动性,研究和资源发展能力,进而要求大量批量交付到月面。本文开发了跳跃着陆器的三个概念插图变体。这些概念探索高光,氢和甲烷推进剂选择,以及实现此类着陆器概念所需的功率和热排斥系统。本文还估计了必要的航空电子,结构和机械子系统的质量。纸张记录了所得的配置,并建议跳跃着陆器在进一步开发中进行。
NASA已为货物兰德运输开发了一个概念参考任务,该任务将添加到Add And Ancion B.此参考任务:•将非卸货和/或卸载货物交付到月球表面。•提供所有必要的服务,以从降落在月面上的空间过境中维护货物,直到货物从着陆器中卸下,或者根据货物陆地提供商协议不再需要从着陆器中卸下货物。•确保成功地降落在可及可用的位置,以足够的精度在月球表面。•在月球表面建立安全的条件,供机组人员接近着陆器。•验证非卸货和/或卸载货物的健康和功能。•执行任何着陆器终止运营(包括潜在的搬迁),以确保货物或其他地面资产在着陆运营后不会受到着陆器的不利影响。