小行星“班努”上的巨石将作为NASA“奥西里斯-雷克斯”探测器着陆采样的信标

时间：2020-03-29 18:07:01 来源：作者：网络

原标题：小行星“班努”上的巨石将作为NASA“奥西里斯-雷克斯”探测器着陆采样的信标

[据每日航天新闻网2020年3月10日报道]NASA“奥西里斯-雷克斯”探测器将采用新的导航技术“自然特征跟踪”（NFT）引导探测器到达小行星“班努”的表面。探测器在下降过程中对小行星的表面特征进行实时成像，然后将这些图像与机载图像目录进行比较；随后探测器使用这些地理标记来确定自身的方向，并准确地瞄准采样点，执行“接触即分离”采样活动。

今年夏天，“奥西里斯-雷克斯”探测器将进行NASA的首次尝试，尝试接触小行星表面，收集样品，然后安全返回。但是自从一年前到达小行星“班努”，任务团队就一直在应对一个意想不到的挑战：如何在一个表面覆盖着建筑大小石块的小行星上完成这一壮举。利用这些危险的巨石作为路标，任务团队开发了一种新的精确导航方法来克服这一挑战。

“奥西里斯-雷克斯”团队原本计划在“接触即分离”（TAG）采样期间使用激光雷达（LIDAR）系统导航到“班努”表面。LIDAR类似于雷达，但它使用激光脉冲而不是无线电波来测量距离。“奥西里斯-雷克斯”制导、导航与控制（GNC）LIDAR的设计目的是将探测器器导航到一个相对安全的表面。该任务最初设想的着陆点直径为50米，但“班努”最大的安全区域要小得多。最大的区域只有16米宽，大约是安全区域的10%。该团队意识到，他们需要一种更精确的导航技术，使探测器能够精确地瞄准非常小的地点，同时避开潜在的危险。

面对这一挑战，“奥西里斯-雷克斯”团队转向了一种名为自然特征跟踪（NFT）的新导航方法。与LIDAR相比，NFT提供了更广泛的导航能力，是执行该团队所称的“靶心TAG”的关键，将指引探测器到更小的采样区域。作为一种光学导航技术，它需要在探测器上创建一个高分辨率的图像目录。

今年早些时候，探测器在指定的“夜莺”和“鱼鹰”主要和备用样品采集点上空进行了侦察，飞行高度距离表面625米。在这些飞行中，探测器从不同角度和照明条件下收集图像，以完成NFT图像目录。该团队使用这个目录来识别样品地点区域特有的巨石和陨石坑，并将在样品收集活动之前将这些信息上传到探测器器。NFT通过比较机载图像目录和在下降过程中拍摄的实时导航图像，自动引导探测器下降到“班努”表面。当探测器下降到表面时，NFT根据探测器相对于地标的位置更新其预测的接触点。

在地面上，团队成员为“夜莺”和“鱼鹰”地点创建了“危险地图”，以记录所有可能危害探测器的表面特征，比如大岩石或陡峭的斜坡。该团队将图像目录与来自“奥西里斯-雷克斯”激光高度计（OLA）的数据结合起来，创建了严密模拟“班努”地形的3D图。作为NFT的一部分，这些地图记录了巨石的高度和陨石坑的深度，并引导探测器远离潜在的危险，同时瞄准一个非常小的地点。在下降过程中，如果探测器预测它将会接触到不安全的地形，它将会自动离开表面。然而，如果它看到该地区没有危险，它将继续下降，并试图收集样品。

NFT将在4月份的第一次样品采集预演中用于探测器导航。运营团队在2019年底的轨道B任务阶段进行了初步测试，结果表明NFT在实际条件下是可行的；NFT也将在6月的第二次演习中用于导航。“奥西里斯-雷克斯”的第一次样品采集尝试定于8月下旬进行。该探测器将于2021年离开“班努”，并计划于2023年9月将样品送到地球。（中国航天系统科学与工程研究院李虹琳）游戏网