Познакомьтесь с «Путеводными валунами» OSIRIS-REx.
Когда космический корабль НАСА впервые прибыл к астероиду Бенну более года назад, поверхность астероида сильно отличалась от ожидаемой. Вместо поверхности с большими гладкими участками почти вся поверхность покрыта валунами. Это означало, что НАСА пришлось пересмотреть процедуру отбора проб.
Первоначально они планировали использовать LIDAR, чтобы направить OSIRIS-REx («Происхождение», «Спектральная интерпретация», «Идентификация ресурсов», «Безопасность», «Исследователь реголита») на поверхность астероида Бенну. OSIRIS-REx - это миссия по возврату образцов, и для сбора образцов он должен касаться поверхности.
LIDAR (LIght Detection And Ranging) - это навигационная система, которая излучает световые импульсы и считывает отражения. Измеряя время возврата импульсов, он может «нарисовать» изображение объектов, отражающих свет. Результат называется «облаком точек». Проделайте это сотни, тысячи, даже миллионы раз, и картина станет довольно детализированной.
ЛИДАР OSIRIS-REx называется лидаром управления, навигации и управления (GNC). Но он был разработан для посадки космического корабля в местах приземления диаметром 50 метров (164 фута). По прибытии в Бенну стало ясно, что на астероиде таких участков нет. Самая большая площадка намного меньше, всего 16 метров (52 фута) в ширину, или около 10% площади, которую предполагало НАСА.
Резервный участок отбора проб OSIRIS-REx Osprey на астероиде Бенну. Кредит изображения: НАСА / GSFC
Поэтому команде OSIRIS-REx пришлось предложить другое решение. Тот, который может безопасно направить космический корабль к гораздо меньшим участкам отбора проб.
Введите NFT или отслеживание естественных функций.
Natural Feature Tracking опирается на своего рода каталог изображений с камеры высокого разрешения с точек отбора проб на поверхности астероида Бенну. Когда OSIRIS-REx спускается на площадку, он сравнивает изображения с камеры в реальном времени со своей базой данных изображений, чтобы избежать опасностей и безопасно спуститься. Система NFT была включена в миссию OSIRIS-REx в качестве резервной копии LIDAR.
За последний год космический корабль совершил серию все более близких облетов потенциальных мест посадки. Сначала НАСА идентифицировало четыре потенциальных объекта, затем сузило его до двух: Соловей, основное место; и Osprey, резервный сайт. Во время облетов космический аппарат делал снимки мест с высоким разрешением, а также подходов и вылетов. Объекты отображаются под разными углами и в разных условиях освещения, чтобы сделать их максимально точными.
Поверхность Бенну, усыпанная валунами. Кредит изображения: НАСА / Университет Аризоны.
Вернувшись на Землю, команда OSIRIS-REx использовала все эти изображения для определения опасностей, особенно опасных валунов, которые находятся недалеко от основного места отбора проб, Соловья, и резервного места, Скопы. Затем они объединили эти изображения с данными лазерного альтиметра OSIRIS-REx (OLA) для создания подробных карт поверхности Бенну.
Технический документ НАСА описывает NFT следующим образом: «Для бортовой визуализации NFT визуализирует каждую функцию, используя данные модели формы, сгенерированные из данных, собранных ранее в миссии. Каждый объект представлен массивом информации о местности и связанных данных альбедо, которые соответствуют участку на поверхности астероида. Затем NFT использует эти данные вместе с прогнозируемым углом наклона солнца и позой камеры для визуализации ожидаемого внешнего вида функции, которая сопоставляется с бортовым собранным изображением с использованием нормализованной взаимной корреляции ».
Предстоит пара репетиционных операций по сэмплированию, и OSIRIS-REx будет использовать NFT во время этих близких подходов. Команда OSIRIS-REx будет следить за эффективностью NFT и проверять, сможет ли космический корабль даже прервать заход на посадку в случае необходимости. Все это произойдет автоматически, поскольку Бенну слишком далеко для общения в реальном времени.
В конце августа космический аппарат попытается провести первый настоящий сбор проб. OSIRIS-Rex оборудован для многократных попыток взятия проб, если первая из них не удалась.
Планируется, что космический корабль отправится с астероида Бенну в 2021 году и вернет образец на Землю в 2023 году.
Более:
- Пресс-релиз: Валуны Бенну сияют как маяки для OSIRIS-REx НАСА
- Технический документ НАСА: Уроки, извлеченные из автономной навигации OSIRIS-REx с использованием отслеживания естественных объектов
- Вселенная сегодня: OSIRIS-REx пролетел на 620 метров над местом приземления. Подтверждает, что это кошмар, усыпанный валунами, как и весь Бенну.
