Affinché le future missioni di esplorazione lunare abbiano successo e atterrino in modo più preciso, gli ingegneri devono dotare i veicoli spaziali di tecnologie che consentano loro di "vedere" dove si trovano e viaggiare dove devono essere. Trovare posizioni specifiche nella complicata topografia della luna non è un compito semplice.

In una ricerca recentemente pubblicata su AIAA Journal of Spacecraft and Rockets , un team multidisciplinare di ingegneri ha dimostrato come una serie di immagini lunari può essere utilizzata per dedurre la direzione in cui si sta muovendo un veicolo spaziale. Questa tecnica, a volte chiamato odometria visiva, consente di raccogliere informazioni sulla navigazione anche quando non è disponibile una buona mappa. L'obiettivo è consentire ai veicoli spaziali di mirare e atterrare in modo più accurato in una posizione specifica sulla luna senza richiedere una mappa completa della sua superficie.

"Il problema è davvero l'atterraggio di precisione, " disse Giovanni Cristiano, professore associato di ingegneria aerospaziale al Rensselaer Polytechnic Institute e primo autore del documento. "C'è stato un grande sforzo per ridurre l'impronta di atterraggio in modo da poter avvicinarsi a luoghi di interesse scientifico o di interesse per la futura esplorazione umana".

In questa ricerca, Christian è stato raggiunto da ricercatori della Utah State University e Intuitive Machines, LLC (IM) a Houston, Texas. La NASA ha assegnato a IM diversi ordini di attività nell'ambito dell'iniziativa Commercial Lunar Payload Services (CLPS) dell'agenzia. La missione inaugurale IM-1 di IM consegnerà sei payload CLPS e sei payload commerciali a Oceanus Procellarum nel quarto trimestre del 2021. La loro missione commerciale IM-2 consegnerà un trapano della NASA e altri payload al polo sud lunare nel quarto trimestre del 2022 .

"Il team interdisciplinare industria/università segue le orme del progetto della NASA Autonomous Hazard Avoidance and Landing Technology (ALHAT), che è stato un rivoluzionario sforzo multicentrico della NASA/industria/università per l'atterraggio di precisione, " disse Timothy Crain, il Vice Presidente Ricerca e Sviluppo di IM. "Utilizzando il paradigma e le tecnologie ALHAT come punto di partenza, abbiamo identificato una tecnologia di odometria visiva priva di mappe come un punto di svolta per un atterraggio di precisione sicuro e conveniente."

In questo documento, i ricercatori hanno dimostrato come, con una sequenza di immagini, possono determinare la direzione in cui si sta muovendo un veicolo spaziale. Quelle misurazioni della direzione del movimento, combinato con i dati di altri sensori di veicoli spaziali e le informazioni che gli scienziati già conoscono sull'orientamento della luna, può essere sostituito in una serie di relazioni matematiche per aiutare la navicella a navigare.

"Si tratta di informazioni che possiamo inserire in un computer, di nuovo in concerto con altre misurazioni, che tutto viene messo insieme in un modo che dica all'astronave dove si trova, dove sta andando, quanto va veloce, e in che direzione è puntato, " ha detto Cristiano.