Muitas regiões do sistema solar acenam para a exploração, mas são considerados inalcançáveis ​​devido a lacunas de tecnologia nos sistemas de pouso atuais. O projeto CoOperative Blending of Autonomous Landing Technologies (COBALT), conduzido pela Diretoria de Missão de Tecnologia Espacial (STMD) da NASA e pela Diretoria de Missão de Exploração e Operações Humanas, poderia mudar isso.

Por meio de uma campanha de voo deste mês até abril, COBALT irá amadurecer e demonstrar uma nova orientação, tecnologias de navegação e controle (GN&C) para permitir aterrissagens precisas para futuras missões de exploração.

"COBALT nos permitirá reduzir o risco no desenvolvimento de sistemas de pouso futuros e beneficiará sondas robóticas em superfícies planetárias, permitindo pouso de precisão autônomo, "disse LaNetra Tate, Executivo do programa Game Changing Development (GCD) da STMD. "Isso definitivamente se tornará uma tecnologia de mudança de jogo."

A campanha irá emparelhar e testar novas tecnologias de sensores de pouso que prometem produzir a solução de navegação de mais alta precisão já testada para aplicações de pouso espacial da NASA.

As tecnologias, um Navigation Doppler Lidar (NDL), que fornece medições ultraprecisas de velocidade e alcance de linha de visão, e o Lander Vision System (LVS), que fornece navegação relativa ao terreno, será integrado e testado em voo a bordo de uma decolagem vertical movida a foguete, plataforma de pouso vertical (VTVL). A plataforma, chamado Xodiac, foi desenvolvido pela Masten Space Systems em Mojave, Califórnia.

“Nesta primeira campanha de voo, planejamos concluir a integração com sucesso, teste de voo e análise de desempenho da carga útil COBALT, "explicou John M. Carson III, Gerente de projeto COBALT. "Este é considerado um teste passivo, onde COBALT estará apenas coletando dados, enquanto o veículo Xodiac contará com seu GPS para navegação ativa. ""

Em uma campanha de voo de acompanhamento no verão de 2017, COBALT se tornará o sistema de navegação ativo para o Xodiac, e o veículo usará GPS apenas como monitor de segurança e backup.

"O conhecimento desses voos levará ao desenvolvimento de sistemas para implantação em futuras missões de pouso da NASA em Marte e na lua, "disse Carson.

Então, como isso funciona?

As próprias tecnologias são muito diferentes, mas juntos são uma receita para um pouso preciso.

O NDL, desenvolvido no Langley Research Center (LaRC) da NASA, é uma evolução de um protótipo pilotado pelo antigo projeto ALHAT (Tecnologia de pouso de precisão autônoma e prevenção de riscos) no veículo Morpheus da NASA em 2014. O novo NDL é 60 por cento menor, opera em quase o triplo da velocidade e fornece medições de maior alcance.

"O NDL funcionalmente é semelhante aos sistemas de radar usados ​​nas plataformas de pouso de Marte anteriores, Phoenix and Mars Science Laboratory, "explicou Farzin Amzajerdian, Cientista-chefe da NDL em Langley. "A principal diferença é que o NDL usa um laser em vez de um micro-ondas como transmissor. Operar em quase quatro ordens de magnitude mais alta frequência torna a medição muito mais precisa. O NDL também é muito menor do que os sistemas de radar, o que é um grande negócio, pois cada onça conta ao enviar um módulo de pouso para Marte ou outros destinos. "

EU CONTRA, desenvolvido no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, é um sistema de navegação baseado em câmera que fotografa o terreno abaixo de uma espaçonave em queda e o combina com mapas a bordo para determinar a localização do veículo, explicou Carl Seubert, o líder do projeto COBALT no JPL.

"Isso permite que a embarcação detecte sua localização em relação a grandes perigos de pouso vistos nos mapas de bordo, como grandes rochas e afloramentos de terreno, "Seubert disse.

COBALT é um trampolim para essas tecnologias, que encontrarão seu caminho em futuras missões. O projeto NDL é voltado para a infusão em lunares de curto prazo, Marte ou outras missões. O LVS foi desenvolvido para infusão na missão de aterrissagem robótica Mars 2020, e tem aplicação em muitas outras missões.

"Tanto o NDL quanto o LVS vêm de mais de uma década de investimentos em pesquisa e desenvolvimento da NASA em vários projetos de programas de exploração robótica e humana, e do trabalho árduo e dedicação do pessoal em toda a agência, "disse Carson.

"Essas tecnologias COBALT dão às espaçonaves da Lua e de Marte a capacidade de pousar com muito mais precisão, melhorando o acesso a locais interessantes em terrenos complexos e a quaisquer ativos de exploração previamente implantados na superfície, "disse Jason Crusan, diretor da divisão de Sistemas de Exploração Avançada da NASA. "Os desembarques também serão mais controlados e suaves, potencialmente permitindo pernas de pouso menores e reservas de propelente, e resultando em menor risco de missão, massa e custo. "

A equipe COBALT é gerenciada no Johnson Space Center (JSC) da NASA em Houston, e é composto por engenheiros da JSC, JPL em Pasadena, Califórnia, e LaRC em Hampton, Virgínia. Todos os três centros conduzirão conjuntamente a campanha de voo e a análise dos dados pós-voo.

"O progresso e sucesso do projeto COBALT dependeram da dinâmica da equipe entre os centros da NASA que começou durante o projeto ALHAT anterior, "disse Carson." A equipe tem um objetivo comum de desenvolver e implantar tecnologias de pouso de precisão GN&C, e eles mantêm uma comunicação constante e um foco na colaboração para resolver os desafios técnicos e as restrições operacionais necessárias para o desenvolvimento, interface e testar com sucesso os sensores e a carga útil. "

COBALT envolve vários programas da NASA, incluindo os Sistemas de Exploração Avançada (AES) da Diretoria de Missão de Exploração Humana e Operações, e os programas Game Changing Development e Flight Opportunities, ambos sob STMD. Em colaboração com o programa AES, A NASA está abrindo o caminho para chegar mais longe no espaço.

Com sede no Armstrong Flight Research Center da NASA em Edwards, Califórnia, o programa de Oportunidades de Voo financia testes de voo de desenvolvimento de tecnologia em fornecedores espaciais suborbitais comerciais dos quais Masten é um fornecedor. O programa testou anteriormente o LVS no foguete Masten e validou a tecnologia para o rover Mars 2020.

Os voos COBALT demonstrarão a viabilidade de medição combinada de LVS e NDL para o preciso, pouso suave controlado de missões futuras. Embora os sensores sejam os principais capacitadores para futuras missões de pouso humano e robótico em Marte, a lua e outros destinos do sistema solar, a carga útil COBALT também fornecerá uma plataforma reutilizável para integração e teste de outras capacidades de pouso de precisão e prevenção de perigos desenvolvidos na NASA ou na indústria.