Primul Lanner Lunar construit de Firefly Aerospace este într -o călătorie destul de mare și are selfie -urile care să o demonstreze.
Un pământ semilună atârnă peste orizontul lunii, în această priveliște, de la Firefly Blue Ghost Lander pe orbita lunară. Credit: Firefly Aerospace
Cedar Park, Texas-Duminică dimineață, în timp ce cea mai mare parte a Americii doarme, câteva zeci de ingineri din centrul Texasului vor avea ochii lipiți de monitoarele care vizionează fluxul de date de la un sfert de milioane de kilometri distanță.
Acești controlori de la sol de la Firefly Aerospace speră că nava lor spațială robotică, numită Blue Ghost, va deveni a doua misiune comercială de a finaliza o aterizare moale pe Lună, în urma Aterizarea unei nave spațiale de către mașini intuitive Anul trecut. Aceasta este prima misiune lunară pentru Firefly Aerospace, o companie înființată în 2014 pentru a dezvolta un mic lansator de satelit.
De atunci, Firefly a suferit schimbări în proprietate, un faliment și o redenumire. Recunoscând că compania a trebuit să se diversifice pentru a supraviețui, directorii de licurici au început să urmărească alte oportunități de afaceri – fabricație pentru spacecraft, misiuni lunare și un Rachetă de clasă medie– să meargă alături de micul său vehicul de lansare alfa.
Din perspectivă de afaceri, incursiunea Firefly în transportul lunar a meritat efortul. Programul CLPS Lunar Services Lunar Services (CLPS) al NASA a atribuit companiei trei contracte pentru a livra experimente pe suprafața lunii. În cadrul primei tranzacții, NASA plătește Firefly aproximativ 101 milioane de dolari pentru a transporta 10 sarcini utile pe Lună pe primul Lander Blue Ghost al companiei.
Acum, Firefly urmează să afle dacă programul său lunar este un succes tehnic. Aterizarea pe lună este riscantă. În ultimul deceniu, rata de succes a încercărilor de aterizare lunară este cu puțin peste 50 la sută-6-pentru-11-și doi dintre deținătorii de succes au dat peste cap sau Aterizat cu susul în jos.
Jason Kim, CEO -ul Firefly, este încrezător că Blue Ghost va funcționa. Într -un interviu cu ARS, Kim a citat echipa de dezvoltare a lui Lander, proiectarea și testarea „robustă” pe teren înainte ca Blue Ghost să meargă pe placa de lansare ca motive pentru optimismul său.
„La sfârșitul zilei, sunt acele trei lucruri”, a spus Kim. „Sunt oamenii. Sunteți instruiți? Sunt angajați? Sunt responsabili și îl dețin? Doi, este designul cu marjă, designuri foarte bune cu marjă, apoi ținând cont de toate lecțiile învățate (din alte misiuni lunare).
„Și apoi, trei, programul de calificare, testarea acestuia și testarea acestuia și testarea acestuia”, a spus Kim. „Asta oferă tuturor încrederea că vom lipi această aterizare”.
Luna în 4k
Asamblat în Cedar Park, o suburbie la nord de Austin, Texas, nava spațială Ghost Blue este aproximativ dimensiunea unui SUV. Blue Ghost a lansat pe 15 ianuarie la bordul unei rachete Spacex Falcon 9 alături de un alt Lunar Lunar dezvoltat privat de la compania japoneză Ispace. Cei doi Landers iau căi separate către Lună, cu Firefly din cauza terenurilor mai întâi, urmate de Lander de rezistență ISPace într -o locație separată în următoarele luni.
Puteți găsi site -ul de aterizare al Blue Ghost în partea din dreapta sus a lunii pline, într -o regiune întunecată, dimensiunea Missouri cunoscută sub numele de Mare Crisium. Acest bazin de impact de 340 de mile (550 de kilometri) a fost format atunci când un asteroid a lovit luna acum aproape 4 miliarde de ani. Firefly va viza aterizarea în apropierea unei cupole vulcanice antice, numită Mons Latreille, care a stat în stare latentă timp de miliarde de ani după ce activitatea vulcanică a încetat pe Lună.
Va fi nevoie de 46 de zile pentru ca Blue Ghost să tranziteze de la lansarea din Florida la Mare Crisium. Nava spațială a petrecut aproape o lună înconjurând pământul, stimulându -și treptat orbita mai sus până când a ajuns în vecinătatea lunii pe 13 februarie, când și -a tras motoarele pentru a aluneca pe orbita lunară. De atunci, Blue Ghost și-a ajustat traiectoria de mai multe ori înainte de a ajunge la o orbită aproape circulară de aproximativ 60 de mile (100 de kilometri) deasupra lunii luni.
Firefly a lansat luni un videoclip în timp de pe una dintre cele 12 camere ale lui Blue Ghost care arată puntea superioară a navei spațiale, cu terenul craterat al lunii care se desfășura sub el. În depărtare, un pământ semilună dispare în spatele orizontului curbat al lunii, apoi reemerges într -un pământ care amintește de imagini iconice capturate de astronauți în timpul programului Apollo.
Săptămâna aceasta, Firefly se pregătește pentru o serie finală de manevre în acest weekend pentru a se pregăti pentru aterizarea duminică devreme. În primul rând, Blue Ghost își va concedia motoarele timp de 19 secunde pentru a -și arunca orbita mai aproape de lună. Cu aproximativ 11 minute înainte de atingere, nava spațială își va aprinde din nou motoarele pentru a decelera de la aproximativ 3.800 mph de viteză laterală la mai puțin de 100 mph (1,7 km/secundă la 40 m/secundă).
Blue Ghost va trece apoi pentru a -și îndrepta propulsoarele în jos spre suprafața lunară și va impulsiona un set de opt împingeri de sistem de control de reacție mai mici pentru a -și încetini coborârea verticală. Această fază a secvenței de aterizare va începe cu nava spațială de aproximativ 500 de metri (500 de metri) deasupra suprafeței.
„Propinerele noastre RCS vor continua să pulseze, după cum este necesar, pentru a controla această coborâre pentru a ne asigura că aterizăm într -o orientare bună”, a spus Farah Zuberi, directorul Firefly al Misiunii Misiunii Naționale. „Aceasta reduce rata noastră de coborâre la aproximativ 1 metru pe secundă, iar apoi sistemul nostru de navigație Vision urmărește în continuare pantele de crater (și) rocile pentru a selecta automat un site fără pericol în zona de aterizare identificată de NASA.
„Atunci vom atinge pe suprafața lunară”, a spus Zuberi. „Vom folosi picioarele noastre absorbante de șoc pentru a stabiliza Lander -ul pe măsură ce se atinge, iar apoi există senzori de contact pe picioarele pentru a semnala oprirea motorului și atunci vom ști că am aterizat nominal.”
Cele patru picioare de la șocuri ale lui Lander au unele, cum ar fi zona de zdrobire a unei mașini, potrivit lui Will Coogan, inginerul șef al Firefly pentru Blue Ghost Lander. Picioarele au un material de fagure din aluminiu în interior și se conectează la pași de formă în formă de bol, cu o articulație cu bilă pentru a oferi navei spațiale o oarecare flexibilitate în cazul în care coboară pe o pantă sau o rocă. În mod ideal, instrumentele de navigație ale Lander vor ghida Ghost Blue către un loc de aterizare plat, fără obstacole majore.
„Aceste piese se aplecă”, a spus Coogan pentru ARS în timpul unei vizite pentru a vedea Blue Ghost Lander în fabrica sa din Texas. „Se vor îndoi puțin în jurul unei stânci, dar se vor roti și pentru a găsi cea mai stabilă poziție”.
Firefly’s Blue Ghost Lander în interiorul instalației de fabricare a navei spațiale a companiei din Cedar Park, Texas. Două dintre propulsoarele sistemului de control al reacției spectrelor navei spațiale și motorul său principal central sunt vizibile aici, împreună cu două dintre cele patru picioare de aterizare ale acestuia și cu picioarele curbate. Credit: Stephen Clark/Ars Technica
Rezultate timpurii de la Blue Ghost
După aterizare, controloarele de la sol ale Firefly speră să treacă de la o legătură de comunicații cu lățime mică de bandă la un sistem mai mare de rata X-Band Rata X-Band. Dacă totul merge conform planului, Blue Ghost ar putea transmite un videoclip live de pe suprafața lunii înapoi pe Pământ în cel puțin 30 de minute după atingere.
Blue Ghost va funcționa aproximativ 14 zile (o zi lunară întreagă) după aterizare. Instrumentele de la bordul Firefly’s Lander includ un burghiu subteran, o imagine cu raze X și un scut de praf electrodinamic experimental pentru a testa metodele de respingere a prafului lunar supărător de la acumularea pe componente ale spațiale sensibile. Nava spațială își va scurge bateriile după ce soarele apune la Mare Crisium pentru noaptea lunară de două săptămâni.
Câteva dintre experimentele finanțate de NASA pe Blue Ghost au produs deja rezultate preliminare. De exemplu, un receptor experimental la bordul Blue Ghost Lander a achiziționat și a urmărit semnalele de navigație de la sateliții GPS pentru prima dată pe orbita lunară, unde aceste semnale sunt de 361 de ori mai slabe decât pe Pământ. Aceasta este de două ori distanța înregistrării anterioare pentru cea mai îndepărtată achiziție de semnal GPS.
Misiunile viitoare ale lunii, inclusiv expedițiile umane, vor necesita date de poziționare precise pentru a ajuta nava spațială și astronauții să navigheze la aterizări identificate și Rove pe suprafața lunară. Rețeaua de stații la sol a NASA poate oferi servicii de navigație pentru misiunile lunii, dar capacitatea lor este limitată și suprasolicitată de alte nave spațiale în spațiul profund. Bazându -se pe semnalele de navigație prin satelit existente ar descărca o parte din cererea pentru aceste stații la sol și poate reduce necesitatea unei flote dedicate de sateliți de navigație pe orbita lunară.
Până acum, experimentul de navigare pe Firefly Blue Ghost arată că acest lucru ar putea fi posibil. În câteva zile, receptorul va încerca din nou să achiziționeze semnale de navigație GPS și Galileo de pe suprafața lunară, alta.
De asemenea, inginerii au adunat date despre performanța unui computer de zbor tolerant la radiații, în timp ce nava spațială a trecut prin centurile de radiație Van Allen în săptămânile următoare lansării.
Firefly Blue Ghost Lander va ateriza în Mare Crisium, un bazin de impact din partea apropiată a lunii. Credit: NASA/Lunar and Planetar Institute Regional Planetar Image Facility
Locul Firefly în CLPS
Există un motiv pentru care debarcările lunii nu sunt ușoare. Landers precum Firefly’s Blue Ghost funcționează autonom, ingeând indicii de la lasere sau camere pentru a se ghida spre o aterizare lină. Luna îi lipsește o atmosferă care să ajute nava spațială să încetinească în timpul coborârii. Au trecut mai bine de 50 de ani între ultimele aterizări din SUA pe Lună și misiunea Intuitive Machines în urmă cu un an. S -ar putea argumenta expertiza de aterizare lunară atrofiată în Statele Unite.
Nenumărate decizii de proiectare intră în dezvoltarea și construirea unei nave spațiale. La început, inginerii Firefly au trebuit să stabilească ce materiale, motoare și electronice trebuie utilizate pe Blue Ghost.
Cel mai fundamental, inginerii trebuiau să decidă cu privire la forma lui Lander. Acest lucru contează. Oficialii Firefly spun că designul lor Lander îl face mai puțin vulnerabil să renunțe la o aterizare câștigătoare. Odysseus Lander construit de mașini intuitive și -a prins unul dintre picioare și a căzut de partea sa după ce a ajuns pe Lună anul trecut. Alimetrul de pe Odiseu a eșuat, determinându -l să coboare cu o viteză orizontală prea mare.
Nava spațială a continuat să funcționeze și a returnat câteva date științifice de pe lună, astfel încât s -a calificat ca cel puțin un succes parțial. Dar tumble -ul a împiedicat nava spațială să -și reîncarce bateriile, iar Odiseu s -a închis la câteva zile după aterizare. O Al doilea Lander din mașini intuitivenumit Athena, lansat miercuri pe Lună și ar trebui să ajungă la suprafață pe 6 martie, la doar patru zile după ce Firefly a ajuns acolo.
Landers proiectate de mașini intuitive sunt înalte și slabe. Firefly Blue Ghost are o formă „scurtă și ghemuită”, ceea ce ar trebui să îngreuneze, a spus Kim, care a preluat funcția de director executiv al Firefly anul trecut.
Coogan a spus că designerii Blue Ghost au ales în mod intenționat o formă pentru nava spațială care pune centrul de masă cât mai jos la pământ. Mașinile intuitive și -au stivuit cele două rezervoare de combustibil și oxidant una peste alta, rezultând un vehicul mai înalt. Cele patru rezervoare cu propulsor de pe Ghost Blue sunt aranjate într -o configurație diagonală, cu două care conțin combustibil hidrazină și două care dețin un oxidant numit tetroxid de azot.
Acest compromis înseamnă că Lander Firefly este mai greu, cu patru tancuri în loc de două. Continuând cu un design Lander Stocker, Firefly a avut nevoie să instaleze patru rezervoare, deoarece combustibilul și oxidatul navei spațiale au densități diferite. Dacă Firefly ar merge cu doar două tancuri cot la cot, centrul de masă al navei spațiale s-ar schimba continuu pe măsură ce arde propulsorul în timpul descendenței finale către Lună, creând o problemă inutilă pentru orientarea, orientarea, navigarea și sistemul de control al Landerului.
– Vrei să eviți asta, spuse Coogan. „Ceea ce poți face este să poți obține patru rezervoare și să ai combustibil și oxidant în unghiuri diagonale, iar atunci ești mereu centrat, sau poți rămâne cu două tancuri și le poți stiva.”
Abordarea Firefly necesită mai puține picioare de aterizare decât mașinile intuitive – patru în loc de șase. Și inginerii au proiectat picioarele de aterizare ale Blue Ghost pentru a fi mai iertători pe terenuri neuniforme sau în timpul unei echilibre aterizare. „Cu cât este mai jos centrul de masă, este cu adevărat cel mai bun”, a spus Coogan. „Există doar atât de multe rezultate ale acestui comerț de inginerie.”
Jaxon Liebeck, un director de zbor Blue Ghost, descrie punctele mai fine ale Lunar Lunar Firefly către autor înainte de lansarea navei spațiale expediate la Cape Canaveral. Credit: Firefly Aerospace
NASA a înființat programul CLPS în 2018 pentru a oferi o cale pentru ca companiile să liciteze pentru oportunitățile de a transporta sarcini utile pe lună. În timp ce există rambursări științifice și inginerești tangibile din experimentele de la bordul Landers CLPS, salva inițială a misiunilor lunare comerciale are obiective mai mari. În această fază a programului CLPS, NASA dorește ca contractanții să arate că pot ateriza în mod fiabil pe lună pentru a încuraja o economie lunară comercială, facilitând o serie de activități de afaceri pentru a merge împreună cu programul lunar Artemis al guvernului.
NASA a făcut 13 echipe industriale eligibile pentru a concura pentru misiunile CLPS. Agenția Spațială a plasat comenzi ferme cu cinci dintre acești furnizori – Astrobotici, Origine Albastră, Laborator Draper, Firefly Aerospace și Machine Intuitive – pentru 11 misiuni lunare. Mașinile intuitive și Firefly au câștigat cele mai multe comenzi de sarcină CLPS, cu patru, respectiv trei misiuni.
Kim a spus că a discutat cu celelalte companii CLPS de când a devenit CEO Firefly. Fiecare urmăresc soluții tehnice diferite, dar se confruntă cu aceleași provocări descurajante în a ajunge pe lună. În timp ce concurează pentru banii NASA, concurenții CLPS – sau ceea ce Kim numește „concuremente” – au un interes reciproc de a se vedea unii pe alții să reușească. O serie de eșecuri ar putea determina NASA să restructureze sau să anuleze programul CLPS și nu ar face nimic pentru a cultiva mediul de afaceri lucrativ căutat de toate companiile CLPS.
„Am vorbit cu sediul NASA și dau aceleași sfaturi:„ Hei, du -te să vorbești cu diferiții CEO -uri ale acestor companii diferite și să învețe de la ei și să împărtășești și cu ei ”, a spus Kim. „Am vorbit cu fiecare dintre directorii de administrație. Am făcut și propriile teme pentru acasă și cercetări.”
Thomas Zurbuchen, fostul șef al Direcției Misiunii Științei NASA, a contribuit la contribuția programului CLPS. La începutul programului, Zurbuchen a ghicit primul grup de misiuni CLPS Lander ar putea avea o șansă de succes de 50-50. Împrumutând de la o metaforă sportivă, oficialii NASA au asemănat CLP -urilor cu „șuturi la poartă” cu o cadență regulată de misiuni, permițând contractorilor să încerce noi modalități de a face afaceri, să depășească eșecurile potențiale și să încerce din nou într -un ciclu de dezvoltare iterativă.
Cu dimensiunea mică a eșantionului a două misiuni în cărți, programul CLPS se luptă .500, așa cum a prezis Zurbuchen. Rezultatul încercării de aterizare a acestui weekend va determina dacă CLPS se deplasează înainte sau în spatele curbei Zurbuchen.
Stephen Clark este un reporter spațial la ARS Technica, care acoperă companii spațiale private și agențiile spațiale din lume. Ștefan scrie despre nexusul tehnologiei, științei, politicii și afacerilor de pe planetă și în afara planetei.
Comentarii recente