月面ノード 1 ナビゲーション デモンストレーター (LN-1)

民間初の月面軟着陸に成功したオデッセウスにはNASAの計器が6個載ってる。GPSが無い月でもそれなりに着陸船や探査車の位置が特定できるようにシステムを開発中。以下、機械翻訳。
月面ノード 1 ナビゲーション デモンストレーター (LN-1)


地球と月は、反対側の暗い背景に浮かんでいます。 月面では、グラフィックは探査車と着陸船を表しています。 衛星は地球上に配置され、「地上局」を表し、月に配置された計器は探査機と着陸船を表します。 CubeSat は月の上に浮かんでいます。 データ共有のネットワークはオブジェクト間で発生し、矢印と赤い波線で表されます。 それらは異なる方向を向いており、オブジェクト間の通信を示しています。
これは、複数宇宙船自律測位システム (MAPS) アルゴリズムの実装を使用した月面航法運用の概念です。 これは、局所的な地表および軌道上の運用間の通信ネットワークを示しています。 MAPS アルゴリズムの転送は点線の矢印で表され、GPS 信号は黒と赤の波で示されます。
NASA / MSFC
概要: 将来の地上および軌道での運用をサポートするために、自律航法のためのナビゲーション機能と通信機能を統合する CubeSat サイズの飛行ハードウェア実験。 LN-1 は、複数宇宙船自律測位システム (MAPS) アルゴリズムと標準的な GPS のようなナビゲーション信号 (具体的には、一方向の擬似ノイズ測距コード) を使用します。これは、地球上で GPS を使用するのと似ています。 地表に S バンド ビーコンを設置することで、このローカル ナビゲーション ネットワークは一連の灯台のように機能し、到着する車両を高精度で着陸させ、出発する車両を正確な軌道に投入して燃料要件を軽減するのに役立ちます。 軌道に関する情報を維持し、自律走行車を惑星表面上に誘導します。 これらのビーコンは、モバイルおよび静的資産上のホスト型ペイロードとして、または独立したインフラストラクチャとして展開できます。
計器の種類: ナビゲーションビーコン
主要な測定: 距離の測定に使用できる複数の種類の無線信号を送信します。
タスクオーダー: CLPS TO2-IM (2/20C/OP)
主な開発組織: NASA MSFC
ペイロードPI: Evan Anzalone博士


月の噴煙表面研究用ステレオカメラ (SCALPSS)


SCALPSS カメラの 1 つは金属レセプタクルにしっかりと取り付けられています。 カメラに直接触れる部分は金色、後ろの大きいマウント部分は銀色です。 配線はカメラをフレームの外側のアイテムに接続します。銀色のワイヤーのペアが上部に取り付けられ、赤いワイヤーが青い接着剤で前面に取り付けられます。
着陸船の降下に関する情報を取得し、それが月面にどのような影響を与えるかを評価する 4 台のカメラのうちの 1 台。 ステレオ カメラは、プルーム (排気ガスの柱) と着陸船の下の表面積の画像とデータを取得します。
NASA / LaRC

SCALPSS がキャプチャする着陸プロセスのグラフィック画像。 オレンジ、黄色、緑の縞が灰色の着陸船から地表に向かって下向きに伸びており、これは排気ガスの柱を表しています。 色は表面で突然、ターコイズに囲まれた明るい青色のリングに移行します。 これらは月面からの物質を表しており、月面から上昇し、着陸船のエンジンによって月面が下降する際に刺激されて動き始めます。 ターコイズは、着陸エリアを囲む塵の山のように見えるものを形成します。
この生成されたモデルは、SCALPSS カメラが生成する 3D 画像のタイプを表します。 オレンジ、黄色、緑色の柱は着陸・降下時のエンジンからのプルーム（排気ガスの柱）です。 ターコイズとブルーは、月面から移動した塵を表しています。
NASA / LaRC


SCALPSSは、着陸船のプルームによって引き起こされたかなりの塵雲の上の地面近くに浮かんでいます。 構造の形状は、互いに隣接して集まった 4 つの銀の球で構成されており、各球にはカメラが含まれています。 隣接する 2 対の脚が底部から下に伸びています。 背景には青空が見えます。
SCALPSS はケネディ宇宙センターでテストされています。 このシステムは、着陸船のプルームとその下の地表への影響を捉えるように設計された 4 台の同一のカメラのスイートです。 このデモンストレーションは、SCALPSS が月面着陸で得られる範囲を模倣しており、これには 3D 画像が含まれます。
NASA / KSC
概要: SCALPSS は 4 台のカメラ (2 つのステレオ ペア) を使用し、着陸船の降下エンジンからの塵の噴出が月面に衝突し始め、エンジンが停止するまでその様子をビデオおよび静止画データでキャプチャします。 データは、着陸地点、着陸ビークル、および近隣の資産やサイトに対するエンジンプルームの影響を評価するために使用され、その結果、リスクを低減し、着陸を確実に成功させるためのより優れた予測機能が得られます。これは、将来の月や火星のビークル設計にとって重要です。 。 SCALPSS は、Mars 2020 探査車で使用されているカメラ技術を活用しています。

機器の種類: カメラ
主要な測定: ビデオと静止画像 - プルームと表面の相互作用解析の検証データ。 プルーム クレーター形成の開始、速度、形状、および体積のデータを返します。
タスクオーダー: CLPS TO2-IM (2/20C/OP)
主な開発組織: NASA LaRC
ペイロードPI: ミシェル・マンク

ルナーサーファでの電波観測


写真の中心 電子シース (ROLSES)
4 つのセンサーが一連の銀色のワイヤーで接続されたテーブルの上に置かれています。 各センサーは、45 度の角度で取り付けられた黒色のシリンダーを備えた銀色のベース プレートで構成されています。 シリンダーの端には銀色の平らなプレートがあり、その角度はセンサーごとに異なります。
ROLSES は、低周波無線受信システムを使用して月の電子鞘の密度を測定します。 また、太陽電波バースト、木星からの電波放射など、太陽系に存在するいくつかの現象を検出する機能も備えています。
NASA / GSFC
概要: 月の表面のすぐ上には、非常に非常に薄い電子の層 (またはシース) があり、その一部は、日中に太陽からの紫外線の光子によって個々の月の塵/レゴリス分子から叩き出された電子に由来しています。 、そして部分的には太陽風（電子とイオン）によるものです。 夕暮れ時には、これが月の塵を帯電させる可能性があるため、浮遊してかすんだ地平線を作り出します。 ROLSES ペイロードは、低周波無線受信システムを使用して、この電子シースの密度を測定します。 この機器は、月面から 1 m と 2 m のアンテナを使用して、月面から 0 ～ 2 m 上空の無線スペクトル (10 kHz ～ 10 MHz、場合によっては 30 MHz) を提供する低周波無線分光計です。 ROLSES は、太陽電波バースト、木星からの電波放射、月の表面に影響を与える塵、地球の電波ノイズの多さなども検出します。 これらの測定は、宇宙飛行士や他の探査システムが月面で遭遇するプラズマ環境と、将来の月面の高感度電波観測所のベースラインを実証することで、将来の探査ミッションに役立ちます。


機器の種類: 低周波電波天文受信システム
主要な測定: 電子シース密度とスケール高さ。 地球、太陽、惑星からの電波放射。 粉塵の影響
タスクオーダー: CLPS TO2-IM (2/20C/OP)
主な開発組織: NASA GSFC
ペイロードPI: ナット・ゴパルスワミ博士


正確な速度と距離のセンシングのためのナビゲーション ドップラー ライダー (NDL)


長方形の箱の形をしたペイロードの左側に 3 つの望遠鏡が置かれています。 望遠鏡は濃い青色で、すべて同じ装置に取り付けられています。 ペイロード ボックスはシルバー グレーで、前面に黒いノブが付いています。
NDL は 3 台の望遠鏡 (左) と電子機器とフォトニクスを含むシャーシ (右) とともに写真に写っています。
NASA / LaRC
黒の背景は、月のライトグレーのグラフィック表面と対照的です。 シミュレートされた着陸船は、左上隅の横向きの位置から開始し、その後ゆっくりと回転を開始し、段階的に地表まで下がっていきます。 着陸船が地表に着陸するまでの画像が4枚あります。 最後の着陸船の位置は小さな黄色の円の上にあり、分散楕円を示しています。


NDL の支援を受けて月面に降下する着陸船のアーティストのコンセプトと、その予測される分散楕円。
NASA / LaRC
概要: NDL は、LIDAR ベース (光検出および測距) の降下および着陸センサーです。 この機器はレーダーと同じ原理で動作しますが、電波の代わりにレーザーからの光パルスを使用します。 NDL は、高度 5 km 以上からタッチダウンまでの降下中に、車両の速度 (速度と方向) と高度 (地面までの距離) を高精度で測定します。 NDL は、電子機器とフォトニクスを含むシャーシと、レーザー ビームを送信して地上からの戻りを収集するための 3 つの小さな望遠鏡を備えた光学ヘッドで構成されます。 筐体と光学ヘッドは3本の光ファイバーケーブルで接続されています。 NDL 測定により、指定された着陸位置への正確なナビゲーションが可能になり、月や他の惑星体の表面への厳密に制御されたソフトタッチダウンが可能になります。


計器の種類: 誘導およびナビゲーションセンサー
主な測定値: 高度 5 km からの速度 (速度と方向) と高度 (地面までの距離)
タスクオーダー: CLPS TO2-IM (2/20C/OP)
主な開発組織: NASA LaRC
ペイロードPI: Farzin Amzajerdian博士

高周波質量計 (RFMG)

概要: 使用される液体燃料の量を測定するために、着陸船の液体酸素および液体メタン燃料タンク内に設置されるアンテナ。 将来の長距離宇宙ミッションの目標は、極低温推進剤を使用できるようにすることです。
計器の種類: 低重力推進剤量計
主要な測定値: 着陸船の燃料タンク内の燃料の質量
タスクオーダー: CLPS TO2-IM (2/20C/OP)
主な開発組織: NASA GRC
ペイロードPI: Greg Zimmerli博士

レーザ
レーザーレトロリフレクター (LRA)


この装置は金色のボールで、大きな正方形の平らなプレートが球の中央を通って側面から外側に伸びています。 金色の球体は中空で、たくさんの穴が通っています。 これらの穴は黒いエッジを持ち、互いに等距離にあります。
レーザー再帰反射器 (LRA) は、金色に塗装されたアルミニウム半球と 8 個の立方体プリズム再帰反射器で写真に示されています。 これは着陸デッキに取り付けられ、周回または着陸する宇宙船間の距離を正確に測定するのに役立ちます。
NASA / GSFC
月の表面は、背景に黒い空間があり、灰色の色合いで表示されます。 オービターは、測定用のレーザーを表すグラフィック画像とともに地表上にホバリングしています。 軌道上で可能なさまざまな位置を表すために 3 つのオービターがあります。 クレーターの中心、月の表面には、着陸船の位置を表す黄色い星が置かれています。


この生成された画像は、軌道周回宇宙船が再帰反射して正確な距離を見つけることができるように、LRA が月の表面にどのように配置されるかを示しています。
NASA / GSFC
概要: 再帰反射板は、そこに当たる光を直接後方 (入射光から 180 度) に反射します。 LRA はこれらを 8 個集めたもので、それぞれ直径 1.25 cm のガラス製コーナー キューブ プリズムで、すべてアルミニウムの半球 (ここに示すように金色に塗装) に埋め込まれ、着陸船の甲板に取り付けられます。 この設計により、LRA は、周回中および着陸中の他の宇宙船からのレーザー光を広範囲の入射方向にわたって再帰反射 (つまり、反射) することができ、レーザー信号を発信元の宇宙船に直接効率的に再帰反射することができます。 これにより、軌道周回または着陸する宇宙船から着陸船の LRA までの距離を測定する、高精度のレーザー測距が可能になります。 LRA は受動的光学機器であり、今後数十年間、月上の永久的な基準 (つまり、位置) マーカーとして機能します。 (注: この LRA 設計は、地球から到達するレーザーには小さすぎます)。
機器の種類: レーザー光を後方に直接反射する受動的光学デバイス (レーザー測距用)
重要な測定: 正確な距離
タスクオーダー: CLPS TO2-IM (2/20C/OP)、TO2-AB、TO20A-VIPER、および PRIME-1
主な開発組織: NASA GSFC
ペイロードPI: Xiaoli Sun博士