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无人机可以帮助极其精确地绘制月球表面

2024-03-09 12:43:22  来源:激光网原创    

激光网3月9日消息,最近,探索月球越来越成为人们关注的焦点,尤其是最近发射的一系列着陆器取得了不同程度的成功。这些着陆器和任何未来的人类任务面临的困难之一是了解他们正在着陆的地形,以及在漫游车或人类的情况下可能穿越的地形。为了帮助解决这个问题,来自瑞士的一组研究人员开发了一种无人机概念,可以帮助绘制出一些更有趣、更危险、更危险的月球探索区域。

多年来,绘制月球地图一直是当务之急。然而,一些更令人兴奋的区域,例如月球两极拥有大量水冰的永久阴影区域,在它们的最佳图像中仅被映射到每像素约1m的分辨率。这包括人工智能支持的算法的人工增强。

这种分辨率水平还不足以为任何潜在的漫游车或人类任务提供有用的规划数据——给定的漫游车的轮子本身的宽度甚至不会超过这个宽度,更不用说希望穿越这种大小的障碍物了。因此,我们发送的任何漫游车都必须手动控制,或者非常缓慢和自主地前进。鉴于这些预期的漫游车任务的运行时间表有限,这种缓慢的速度可能会限制他们寻找科学家认为隐藏在PSR中的宝贵资源和地点的能力。

解决这个问题的明显方法是让另一种形式的机器人充当侦察员,类似于机智号直到最近才为火星上的毅力号火星车所做的工作。这种合作使毅力号在另一个星球上创造了最长的单日自动驾驶记录——总长度约为700米。如果侦察员能够在潜在漫游车前绘制出月球表面的细节,那么它的移动速度可能比毅力号设定的速度还要快。

为此,已经有很多计划中的任务来做到这一点。在最近发布在Acta Astronautica上的一篇论文中,罗密欧·托纳索和他在洛桑联邦理工学院的同事们将这些现有的任务概念分为两类——大和小。

较大的系统可以包含经过测试的现成化学推进系统,这些系统在飞行测试时可能很笨重,并且使用潜在的危险化学品。较小的系统可以使用不同形式的化学推进器,例如H2O2火箭,甚至更平凡的运动方式,例如用腿从地面上跳下来。然而,这种推进的许多技术还没有达到足够高的发展水平,无法用于实际任务。

在较旧的、较重的料斗模型和较新的、未经测试的料斗模型之间找到一个中间地带是新概念的主要设计限制之一。他们提出的解决方案是一架火箭推进式无人机,该无人机将从基站发射并返回基站,该基站可以由月球车或其他月球探测车拖曳。

基站将在每次飞行后为无人机加油,使其能够在不携带过多推进剂重量的情况下进行多次飞行。通过这种设置,该系统可以绘制多达9平方公里的月球表面,其分辨率将有助于月球车和人类任务规划。在这项工作结束时,必须为基站加油,使其能够继续其使命,这是设计概念的核心部分。

这个想法还有其他优点——许多其他料斗必须降落在地面上,而且它们的推进系统会给月球环境带来大量的混乱。如果它们着陆的表面恰好含有商业上可行的材料,如水冰,则尤其不可取。降落在移动对接站还可以消除任何灰尘,考虑到灰尘在月球上沉降需要多长时间,这可能会严重阻碍一个地区的操作。

虽然论文中有一些细节,包括一些使用经过空间测试的硬件的高级架构讨论,但到目前为止,这个想法只是一个概念。然而,随着阿尔忒弥斯三号载人登陆日期的临近,美国宇航局和其他航天机构无疑将从论文中描述的成功侦察任务中受益。不过,他们是否会将这个想法推向终点线还有待观察。

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