Para que las futuras misiones de exploración lunar tengan éxito y aterricen con mayor precisión, los ingenieros deben equipar las naves espaciales con tecnologías que les permitan "ver" dónde están y viajar a donde necesitan estar. Encontrar ubicaciones específicas en medio de la complicada topografía de la luna no es una tarea sencilla.

En una investigación publicada recientemente en el Revista AIAA de naves espaciales y cohetes , un equipo multidisciplinario de ingenieros demostró cómo se puede utilizar una serie de imágenes lunares para inferir la dirección en la que se mueve una nave espacial. Esta tecnica, a veces llamado odometría visual, permite recopilar información de navegación incluso cuando no se dispone de un buen mapa. El objetivo es permitir que la nave espacial apunte y aterrice con mayor precisión en un lugar específico de la luna sin requerir un mapa completo de su superficie.

"El problema es un aterrizaje realmente preciso, "dijo John Christian, profesor asociado de ingeniería aeroespacial en el Instituto Politécnico Rensselaer y primer autor del artículo. "Ha habido un gran impulso para reducir la huella de aterrizaje para que podamos acercarnos a lugares de interés científico o de interés para la futura exploración humana".

En esta investigación, Christian se unió a investigadores de la Universidad Estatal de Utah e Intuitive Machines, LLC (IM) en Houston, Texas. La NASA ha otorgado múltiples órdenes de tareas a la mensajería instantánea en el marco de la iniciativa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la agencia. La misión inaugural IM-1 de IM entregará seis cargas útiles CLPS y seis cargas útiles comerciales a Oceanus Procellarum en el cuarto trimestre de 2021. Su misión comercial IM-2 entregará un taladro de la NASA y otras cargas útiles al polo sur lunar en el cuarto trimestre de 2022 .

"El equipo interdisciplinario de la industria / academia sigue los pasos del proyecto Autonomous Hazard Avoidance and Landing Technology (ALHAT) de la NASA, que fue un esfuerzo innovador multicéntrico de la NASA / industria / academia para el aterrizaje de precisión, "dijo Timothy Crain, el Vicepresidente de Investigación y Desarrollo de IM. "Utilizando el paradigma y las tecnologías ALHAT como punto de partida, identificamos una tecnología de odometría visual sin mapas como un cambio de juego para un aterrizaje de precisión seguro y asequible ".

En este papel, los investigadores demostraron cómo, con una secuencia de imágenes, pueden determinar la dirección en la que se mueve una nave espacial. Esas medidas de dirección de movimiento, combinado con datos de otros sensores de naves espaciales e información que los científicos ya conocen sobre la orientación de la luna, puede sustituirse en una serie de relaciones matemáticas para ayudar a la nave espacial a navegar.

"Esta es información que podemos introducir en una computadora, de nuevo en concierto con otras medidas, que todo se junta de una manera que le dice a la nave espacial dónde está, a donde va que tan rápido va, y en que dirección apunta, "Dijo Christian.