Intuitive Machines Nova-C即將使用3D打印引擎軟著陸月球

2024年2月15日,，南極熊獲悉，領(lǐng)先的太空探索,、基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)公司IntuitiveMachines（納斯達(dá)克股票代碼：LUNR,、LUNRW）和 SpaceX 分析了 IM-1 任務(wù)的月球著陸器加油測(cè)試的數(shù)據(jù)，并確定測(cè)試活動(dòng)已完成,。IM-1任務(wù)于2月15日從佛羅里達(dá)州NASA肯尼迪航天中心的39A發(fā)射場(chǎng)升空,。它的最終目的地是月球，“Tardis大小”的Nova-C飛行器將利用其 3D 打印引擎嘗試軟著陸,。

IM-1任務(wù)是 IntuitiveMachines首次嘗試登月,，作為NASA商業(yè)月球有效載荷服務(wù)（“CLPS”）計(jì)劃的一部分，該計(jì)劃是NASA阿爾忒彌斯月球探索工作的關(guān)鍵部分,。作為CLPS的一部分，發(fā)送到月球表面的科學(xué)和技術(shù)有效載荷旨在為人類(lèi)任務(wù)和人類(lèi)在月球表面的可持續(xù)存在奠定基礎(chǔ),。去年9月,，當(dāng)Intuitive Machines在休斯敦開(kāi)設(shè)其具有增材制造能力的月球生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)設(shè)施時(shí),，就確定了這一任務(wù)。

Intuitive Machines 的 IM-1 任務(wù)在 SpaceX 的獵鷹9 號(hào)火箭上從佛羅里達(dá)州 39A 發(fā)射中心發(fā)射,，由于在進(jìn)入甲烷負(fù)載之前甲烷溫度低于標(biāo)稱溫度,，發(fā)射被推遲。SpaceX 和 Intuitive Machines 現(xiàn)在的目標(biāo)是美國(guó)東部時(shí)間 2 月 15 日星期四凌晨1:05,。更多更新可以在 Intuitive Machines 和 SpaceX 平臺(tái)上找到,。NASA 的直播將于美國(guó)東部時(shí)間 2 月15 日中午 12:20 開(kāi)始。請(qǐng)?jiān)?NASA+,、NASA TV 和該機(jī)構(gòu)的網(wǎng)站觀看,。

10年醞釀

Intuitive Machines 是一家領(lǐng)先的太空探索和基礎(chǔ)設(shè)施公司，成立于 2013 年,，恰逢 3D 打印開(kāi)始變得更容易被世界各地的工程師所接受,。

聯(lián)合創(chuàng)始人 Steve Altemus、Kam Ghaffarian 博士和 Tim Crain 博士走出 NASA 約翰遜航天中心的大門(mén),，嘗試改變世界,。2018 年，美國(guó)宣布月球具有戰(zhàn)略利益,，并重新將 NASA 的重點(diǎn)放在根據(jù)該機(jī)構(gòu)的阿爾忒彌斯計(jì)劃可持續(xù)地重返月球上,。第二年，美國(guó)宇航局授予直覺(jué)機(jī)器公司第一個(gè)任務(wù)訂單,，將一套有效載荷降落在月球表面,。

在接下來(lái)的四年里，Intuitive Machines 建立了整個(gè)太空計(jì)劃,，包括 Nova-C 月球著陸器,、任務(wù)控制以及能夠在月球距離傳輸航天器數(shù)據(jù)的全球月球遙測(cè)和跟蹤網(wǎng)絡(luò) (LTN)。這些資產(chǎn)完成后,，Intuitive Machines 已準(zhǔn)備好執(zhí)行其首次月球任務(wù) IM-1,。Intuitive Machines 從默默無(wú)聞的起步，現(xiàn)已發(fā)展成為一家多元化的太空探索和基礎(chǔ)設(shè)施公司,，準(zhǔn)備開(kāi)拓太空商業(yè)版圖,，并以登陸月球?yàn)楸睒O星。

IM-1 任務(wù)準(zhǔn)備就緒

IM-1 任務(wù)旨在成為自 1972 年阿波羅 17 號(hào)以來(lái)美國(guó)首個(gè)在月球表面軟著陸的飛行器,。Intuitive Machines 選擇 SpaceX 使用 SpaceX Falcon 9 火箭發(fā)射該公司的 Nova-C 級(jí)月球著陸器,，名為奧德修斯 (Odysseus)。 NASA 肯尼迪航天中心的 39A 臺(tái),。發(fā)射后,，奧德修斯計(jì)劃與獵鷹 9 號(hào)火箭分離，沿著直接飛往月球的軌道,。

德克薩斯州休斯敦 Nova Control 的 Intuitive Machines 飛行控制人員預(yù)計(jì)奧德修斯將在升空后大約九天登陸月球,。著陸后,，Intuitive Machines 及其客戶預(yù)計(jì)在月夜落在月球南極之前在月球表面運(yùn)行有效載荷大約 7 天，導(dǎo)致奧德修斯號(hào)無(wú)法運(yùn)行,。

此次任務(wù)不僅標(biāo)志著時(shí)隔數(shù)十年重返月球表面,，而且標(biāo)志著商業(yè)月球科學(xué)和探索新時(shí)代的大膽跨越。IM-1 任務(wù)的核心是 Nova-C 月球著陸器,，由 Intuitive Machines 設(shè)計(jì)和建造,。該著陸器配備了最先進(jìn)的技術(shù)，包括由液氧和液甲烷的環(huán)�,；旌衔锾峁﹦�(dòng)力的推進(jìn)系統(tǒng),。

Nova Control 的設(shè)計(jì)類(lèi)似于《星際迷航》中的企業(yè)號(hào)航空母艦艦橋。Nova-C 使用兩種類(lèi)型的無(wú)線電,。飛行器健康狀況和航天器狀態(tài)的運(yùn)行速度與 1976 年調(diào)制解調(diào)器相當(dāng),。與此同時(shí)，科學(xué)數(shù)據(jù)無(wú)線電的速度提高了16,000倍,。Nova-C 最初設(shè)計(jì)為圓柱形外殼,。該公司轉(zhuǎn)向六角形結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)質(zhì)量和有效載荷集成限制,。Intuitive Machines 員工的名字被刻在 Nova-C 的頁(yè)腳上,，永久地印在月球上。

月球運(yùn)輸

IM-1任務(wù)的主要目標(biāo)是將各種有效載荷運(yùn)送到月球南極地區(qū),，這是月球尚未探索的一部分,。這些有效載荷包括科學(xué)儀器和技術(shù)演示，旨在為未來(lái)人類(lèi)和機(jī)器人探索月球鋪平道路,。IM-1 任務(wù)的意義不僅僅是登陸月球表面,。它代表了正在進(jìn)行的太空探索的關(guān)鍵時(shí)刻，私營(yíng)企業(yè)在其中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,。

通過(guò) NASA 的商業(yè)月球有效載荷服務(wù)(CLPS) 計(jì)劃,，IM-1 任務(wù)是促進(jìn)月球可持續(xù)存在、促進(jìn)科學(xué)發(fā)現(xiàn),、資源利用和月球基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展的更廣泛戰(zhàn)略的一部分,。從這次任務(wù)中獲得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)于塑造未來(lái)的月球及更遠(yuǎn)地區(qū)的任務(wù)將是非常寶貴的。此外,，IM-1任務(wù)的成功將為月球經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展奠定基礎(chǔ),，為研究、商業(yè)和探索開(kāi)辟新的可能性,。

通過(guò)提高我們?cè)谠虑虮砻孢\(yùn)作的能力,，該任務(wù)為更雄心勃勃的努力奠定了基礎(chǔ)，包括建立月球基地和探索潛在資源。IM-1 任務(wù)收集的數(shù)據(jù)和見(jiàn)解將有可能解決在月球上生活和工作的挑戰(zhàn),，從而進(jìn)一步推進(jìn)人類(lèi)成為多行星物種的夢(mèng)想,。

Nova Control 是Intuitive Machines 位于德克薩斯州休斯頓的月球任務(wù)運(yùn)營(yíng)的神經(jīng)中樞。運(yùn)營(yíng)中心在協(xié)作循環(huán)環(huán)境中托管任務(wù)控制器,，可以訪問(wèn)關(guān)鍵任務(wù)和支持軟件，包括 VoIP 語(yǔ)音系統(tǒng),。Nova Control 已投入商業(yè)使用,，關(guān)鍵任務(wù)指揮和控制軟件 Nova Core 是在內(nèi)部開(kāi)發(fā)和維護(hù)的，并與西澳大利亞的 Fugro SpAARC 合作實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急操作,。

Intuitive Machines 與全球地面站簽訂了長(zhǎng)期協(xié)議,，其中包括月球跟蹤、遙測(cè)和指揮網(wǎng)絡(luò) (LTN),，支持 S 頻段,、X 頻段和 Ka 頻段上行鏈路和下行鏈路。2022 年 12 月,，當(dāng) NASA 的阿耳忒彌斯I 號(hào)航天器到達(dá)距地球最遠(yuǎn)距離時(shí),，Intuitive Machines 成功跟蹤該任務(wù)，從而驗(yàn)證了其 LDN,。

阿爾忒彌斯之前

馬拉珀特 A 是馬拉珀特隕石坑的一個(gè)衛(wèi)星隕石坑,，馬拉珀特隕石坑是月球南極地區(qū)長(zhǎng) 69 公里的隕石坑。以 17 世紀(jì)比利時(shí)天文學(xué)家查爾斯·馬拉佩特 (Charles Malapert) 的名字命名,，著陸點(diǎn)周?chē)�的區(qū)域被認(rèn)為是由月球高地物質(zhì)構(gòu)成,，類(lèi)似于阿波羅 16 號(hào)的著陸點(diǎn)。IM-1著陸點(diǎn)距月球南極約300公里,。附近的 Malapert Massif 是 NASA 考慮執(zhí)行阿耳忒彌斯 III 任務(wù)的 13 個(gè)候選地區(qū)之一,。

發(fā)射后不久，彈力將輕輕地將奧德修斯推離運(yùn)載火箭的第二級(jí),，使月球著陸器能夠部署并飄向月球,。奧德修斯在分離前處于待命狀態(tài)。斷開(kāi)與運(yùn)載火箭連接的電線讓 Nova-C 航天器知道它已經(jīng)部署,，著陸器上的計(jì)時(shí)器啟動(dòng)以激活其主要系統(tǒng),。完成分離計(jì)時(shí)間隔后，奧德修斯啟動(dòng),，包括制導(dǎo)導(dǎo)航和控制（GNC）,、自動(dòng)飛行管理（AFM）軟件、無(wú)線電和熱控制,。

當(dāng)奧德修斯的頂層甲板指向太陽(yáng)時(shí),，這被稱為最大功率姿態(tài)，這也有助于德克薩斯州休斯頓的飛行控制器通過(guò)將其他系統(tǒng)保持在頂層甲板和側(cè)面的陰影中來(lái)管理著陸器在飛行器上的熱狀態(tài)甲板太陽(yáng)能電池陣列。調(diào)試過(guò)程中的每一步都預(yù)計(jì)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行,，因?yàn)樾菟诡D的飛行控制人員尚未與奧德修斯進(jìn)行通信,。當(dāng)自主調(diào)試完成并建立最大功率姿態(tài)時(shí)，Odysseus 打開(kāi)其通信無(wú)線電并與 Nova Control 中的飛行控制器進(jìn)行首次聯(lián)系,。

Intuitive Machines 預(yù)計(jì)在 LVSEP 幾分鐘后自動(dòng)委托 Odysseus,。在自主調(diào)試期間，著陸器的 GNC 激活冷氣氦反應(yīng)控制系統(tǒng)（RCS）來(lái)控制飛行器姿態(tài),。此時(shí),，奧德修斯不知道它指向哪里，但它可以停止其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),，就像一個(gè)閉著眼睛坐在椅子上旋轉(zhuǎn)的人可以控制旋轉(zhuǎn)而不知道它停止在哪里,。在控制旋轉(zhuǎn)速度后，稱為星跟蹤器的特殊相機(jī)會(huì)自動(dòng)匹配遙遠(yuǎn)星場(chǎng)的圖像,，并為奧德修斯提供其方向,。

機(jī)載軟件獲取星跟蹤器測(cè)量結(jié)果，并通過(guò)稱為卡爾曼濾波器的算法對(duì)其進(jìn)行處理,，以糾正機(jī)載方向（稱為姿態(tài)）,，然后估計(jì)并消除不良測(cè)量結(jié)果。一旦 GNC 系統(tǒng)自主確定其相對(duì)于星場(chǎng)的姿態(tài),，它就會(huì)使用標(biāo)稱發(fā)射矢量的參考位置來(lái)確定太陽(yáng)的大致位置,。然后，GNC 命令 RCS 噴氣機(jī)以微小角度操縱著陸器的頂板朝向太陽(yáng),，以照亮頂板和側(cè)面太陽(yáng)能電池陣列,，以產(chǎn)生最大功率。

執(zhí)行主機(jī)燃燒有多個(gè)步驟,。第一個(gè)是將低溫甲烷和氧氣沿著著陸器的供給管線輸送到發(fā)動(dòng)機(jī),，以調(diào)節(jié)推進(jìn)系統(tǒng)的溫度；我們稱之為“冷卻引擎”,。PROP 在此過(guò)程中監(jiān)控多個(gè)自動(dòng)閥門(mén)和溫度讀數(shù),，以確保一切都在預(yù)期參數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行。機(jī)載AFM 正在監(jiān)測(cè) CM 開(kāi)始的點(diǎn)火時(shí)間 (TIG),。在 TIG 之前幾秒鐘,，RCS 系統(tǒng)會(huì)噴射噴射器來(lái)沉淀儲(chǔ)罐中的液態(tài)甲烷和氧氣。然后,，主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火器打開(kāi),，就像燃?xì)饪鞠渲械闹甘緹粢粯樱�點(diǎn)燃甲烷和氧氣,，這些甲烷和氧氣通過(guò)主節(jié)氣門(mén)的精心打開(kāi)而在燃燒室中混合,。

Intuitive Machines 已對(duì) 3D 打印發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)序列進(jìn)行了數(shù)千次測(cè)試,，以驗(yàn)證安全性和可靠性。在CM過(guò)程中,，車(chē)輛通過(guò)調(diào)整Intuitive Machines團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的兩軸萬(wàn)向環(huán)內(nèi)主機(jī)的角度來(lái)保持恒定的姿態(tài),。自動(dòng) CM 序列還會(huì)對(duì)主發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)流，為 PROP 團(tuán)隊(duì)提供數(shù)據(jù),，以便在發(fā)動(dòng)機(jī)的功率范圍內(nèi)進(jìn)行必要的調(diào)整,。與此同時(shí)，奧德修斯繼續(xù)向月球航行,。自主調(diào)試后,，Nova Control 的飛行控制器準(zhǔn)備使用奧德修斯最先進(jìn)的低溫推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試操作。

發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試操作允許飛行控制器驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)性能并調(diào)整著陸器的第一軌跡,。在 LVSEP 之后，奧德修斯將在跨月軌道 (TLO) 上運(yùn)行,，在發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試之前前往月球,。軌跡小組 (TRAJ) 上的飛行控制器使用著陸器通信系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)來(lái)執(zhí)行軌道確定 (OD)，并根據(jù)該信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)射弧線來(lái)更新其移動(dòng)速度,。預(yù)計(jì)細(xì)微的修正將保持在正確的軌道上,，就像汽車(chē)司機(jī)沿著筆直的道路對(duì)方向盤(pán)進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整一樣。

Intuitive Machines 的飛行動(dòng)力學(xué)官 (FDO) 使用此更新來(lái)計(jì)算執(zhí)行發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)試機(jī)動(dòng) (CM) 的方向,，以最佳改進(jìn)奧德修斯攔截月球的軌跡,。根據(jù) FDO 設(shè)定的 CM 方向，IntuitiveMachines 的飛行管理員 (FM) 和通信官(COMM) 命令飛行器從最大功率姿態(tài)旋轉(zhuǎn)到燃燒姿態(tài)�,，F(xiàn)在,，CM 將控制權(quán)移交給 Intuitive Machines 的推進(jìn)操作 (PROP) 領(lǐng)導(dǎo)，開(kāi)始主發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒,。

Nova-C 級(jí)月球著陸器的三次TCM 燃燒是在最大油門(mén)下執(zhí)行的,，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高。每次 TCM 后,，Intuitive Machines 飛行控制器將著陸器的 HGA 指向地球,，以便與 Nova Control 進(jìn)行通信。TCM 3 之后,，TRAJ 團(tuán)隊(duì)與 FDO 合作,，最終確定了對(duì)于更新月球軌道插入 (LOI) 機(jī)動(dòng)至關(guān)重要的 OD 解決方案。同時(shí),，奧德修斯的頂層甲板在TCM 3后最大限度地捕獲太陽(yáng)能,，采取最大功率的態(tài)度。當(dāng) LOI 接近時(shí),，奧德修斯利用其 RCS 進(jìn)行逆行定向,，將發(fā)動(dòng)機(jī)引向月球，以便在機(jī)動(dòng)之前實(shí)現(xiàn)最佳定位。

CM 之后,，TRAJ 從另一個(gè) OD 更新中收集數(shù)據(jù),。FDO 評(píng)估此更新并計(jì)算奧德修斯距離其繞月軌道目標(biāo)還有多遠(yuǎn)。FDO 使用稱為 B 平面的特殊坐標(biāo)系,，該坐標(biāo)系的任務(wù)設(shè)計(jì)相當(dāng)于籃球籃板上的正方形,。如果籃球運(yùn)動(dòng)員投籃擊中籃板方格，球就更有可能進(jìn)入籃筐,。同樣,，如果奧德修斯在 B 平面上擊中目標(biāo)，它就處于被捕獲進(jìn)入月球軌道的正確位置,。

△LRA 是安裝在著陸器上的八個(gè)大約半英寸后向反射器的集合,，這是用于測(cè)量距離的獨(dú)特鏡子集合。鏡子系統(tǒng)將激光直接反射回軌道航天器,，航天器發(fā)射激光以精確確定著陸器在月球表面的位置,。LRA 很有價(jià)值，因?yàn)樗鼈兛梢岳^續(xù)用作月球白天或夜晚的指導(dǎo)和導(dǎo)航的精確地標(biāo),。阿爾忒彌斯著陸點(diǎn)或大本營(yíng)周?chē)�的一些上帝抵抗軍可以作為精確地標(biāo),，通過(guò)幫助自主和安全著陸來(lái)引導(dǎo)到達(dá)的著陸器。

預(yù)期的任務(wù)場(chǎng)景是,，當(dāng)飛行控制器撥入著陸器的 B 平面目標(biāo)時(shí),，每次軌跡修正機(jī)動(dòng) (TCM) 將小于前一次。TCM 3 是最關(guān)鍵的機(jī)動(dòng),，因?yàn)檫@是休斯頓飛行控制人員在奧德修斯進(jìn)入月球軌道之前糾正其軌跡的最后機(jī)會(huì),。對(duì)于每個(gè) TCM，F(xiàn)DO 都會(huì)評(píng)估將 B 平面目標(biāo)保持在著陸器路徑中所需的機(jī)動(dòng)大小,。如果TCM小于奧德修斯主機(jī)的執(zhí)行能力,，飛控可以選擇不執(zhí)行該TCM并在下一次機(jī)會(huì)時(shí)進(jìn)行任何修正。

飛行控制員在 Odysseus 上加載最終的 LOI 機(jī)動(dòng)解決方案后,，Intuitive Machines 預(yù)計(jì)觀察系統(tǒng)將花費(fèi)大約四個(gè)小時(shí)為這次機(jī)動(dòng)做準(zhǔn)備,。對(duì)于 IM-1，LOI 是在月球背面盲區(qū)進(jìn)行的,。飛行控制器無(wú)法接收實(shí)時(shí)更新,，因?yàn)闆](méi)有返回地球的視距通信。Nova Control 團(tuán)隊(duì)對(duì) LOI TIG 進(jìn)行倒計(jì)時(shí),，并等待著陸器執(zhí)行每秒 800 至 900 米的最大機(jī)動(dòng),，以進(jìn)入 100 公里的圓形低月球軌道 (LLO)。

這種機(jī)動(dòng)大約是奧德修斯推進(jìn)系統(tǒng)總能力的三分之一,。成功完成 LOI 后,，Nova Control 團(tuán)隊(duì)開(kāi)始一系列活動(dòng),，檢查著陸器的狀態(tài)及其在 LLO 中的系統(tǒng)，為著陸做好準(zhǔn)備,。這包括針對(duì)月球照明條件校準(zhǔn)奧德修斯的導(dǎo)航光學(xué)相機(jī),。對(duì)于每個(gè)月球軌道，Intuitive Machines 預(yù)計(jì)將有大約 75 分鐘的通信時(shí)間,，隨后月球會(huì)阻擋奧德修斯著陸器和 Intuitive Machines 地面站之間的直接視距無(wú)線電鏈路,，通信時(shí)間為 45分鐘。

△Eaglecam 的設(shè)計(jì)目的是在 Nova-C 上部署在月球表面上方約 100 英尺（30 m）處,，并在航天器著陸月球時(shí)捕獲圖像,。

當(dāng)飛行控制器失去通信并處于通信中斷狀態(tài)時(shí)，我們稱之為信號(hào)丟失（LOS）,。當(dāng)飛行控制器重新獲得通信并位于視線范圍內(nèi)時(shí),，我們稱之為信號(hào)采集（AOS）。奧德修斯在降落到月球表面之前將繞月球大約 12 圈,。對(duì)于 Intuitive Machines 來(lái)說(shuō),，LLO 環(huán)境比奧德修斯在運(yùn)輸過(guò)程中經(jīng)歷的深空環(huán)境更加復(fù)雜。

月球的惡劣環(huán)境正在積極發(fā)揮作用,。當(dāng)著陸器位于軌道向陽(yáng)的一側(cè)時(shí)，太陽(yáng)會(huì)加熱著陸器的一側(cè),，但月球也會(huì)用反射的紅外輻射烘烤航天器的另一側(cè),，因此奧德修斯非常溫暖。然后,，著陸器進(jìn)入月球陰影,，飛行器陷入極冷狀態(tài)，需要從電池中獲取加熱器電力來(lái)保持系統(tǒng)溫暖,。

下降軌道插入（DOI）是一種小型機(jī)動(dòng),，通常發(fā)生在月球背面。主發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火使著陸器減速,，使其最低高度從 100 公里下降到著陸點(diǎn)附近約 10 公里,。繞月軌道的低點(diǎn)稱為近月點(diǎn)，高點(diǎn)稱為近月點(diǎn),。在軌道上,，奧德修斯在近周狀態(tài)下運(yùn)行得更快，在 apo 狀態(tài)下運(yùn)行得更慢,。這種效應(yīng)是勢(shì)能的交換,，就像人們騎自行車(chē)穿越山丘時(shí)所經(jīng)歷的那樣，在低點(diǎn)滑行得快,，在高峰滑行得慢,。一旦 DOI 發(fā)生,，Odysseus 就完全自主了。

△SCALPSS 將捕捉著陸器發(fā)動(dòng)機(jī)羽流在奧德修斯下降時(shí)與月球表面相互作用時(shí)以及航天器著陸后塵埃羽流沉降時(shí)的影響圖像,。這些信息對(duì)于驗(yàn)證火箭發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣如何移動(dòng)月球表面粒子的預(yù)測(cè)模型至關(guān)重要,，并使科學(xué)家能夠分析月球表面的特寫(xiě)圖像。SCALPSS 的數(shù)據(jù)可用于未來(lái)的 Artemis 飛行器設(shè)計(jì),，以確保著陸器和附近任何其他地面資產(chǎn)在著陸期間的安全

DOI 后,，著陸器預(yù)計(jì)會(huì)滑行約一小時(shí)；然后,，GNC 系統(tǒng)將啟動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力下降啟動(dòng)（PDI）,。下降軌道插入 奧德修斯必須將其速度降低約每秒 1,800 米，才能在月球表面軟著陸,。一些著陸器設(shè)計(jì)具有帶有多個(gè)噴射器的推進(jìn)系統(tǒng),，這些噴射器在下降過(guò)程中打開(kāi)和關(guān)閉以實(shí)現(xiàn)這一目的；然而,，Nova-C 的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)為從 PDI 開(kāi)始持續(xù)燃燒和節(jié)流直至著陸,。

這種方法與阿波羅下降艙的做法類(lèi)似。當(dāng)著陸器發(fā)動(dòng)機(jī)在 PDI 啟動(dòng)時(shí),，它最初處于硬制動(dòng)階段,。著陸器一直處于制動(dòng)階段，直到距離著陸點(diǎn)約 2 公里,。著陸器下側(cè)的動(dòng)力下降啟動(dòng)地形相對(duì)導(dǎo)航 (TRN) 攝像頭和激光器向?qū)Ш剿惴ㄌ峁┬畔�,，從而提供引�?dǎo)和控制。這部分聽(tīng)起來(lái)可能很復(fù)雜,，但這是人類(lèi)每次走路,、騎自行車(chē)或開(kāi)車(chē)時(shí)都會(huì)做的事情。傳感器就像人眼收集位置,、速度和方向數(shù)據(jù),。

△ILO-X 是 ILOA 夏威夷旗艦月球南極天文臺(tái) ILO-1 的前身。約 0.6 公斤的ILO-X 儀器由多倫多 Canadensys Aerospace 為 ILOA 制造,，包括一個(gè)小型雙攝像頭月球成像套件（一個(gè)寬視野和一個(gè)窄視野）,。它將旨在從月球表面捕獲銀河系中心的一些第一批圖像，并進(jìn)行其他天文學(xué)/地球/當(dāng)?shù)卦虑颦h(huán)境觀測(cè)和探索技術(shù)驗(yàn)證——包括月球環(huán)境中的功能和生存能力,。此次任務(wù)將是總部位于夏威夷的組織首次在月球上安裝相機(jī),。夏威夷是一個(gè)崇尚科學(xué)、發(fā)現(xiàn)和用心探索的地方,。在夏威夷學(xué)生命名比賽后,，ILO-X 窄視場(chǎng)相機(jī)被命名為 Ka 'Imi（搜索）。從夏威夷下一代科學(xué)家那里獲得這個(gè)名字是一種巨大的榮譽(yù),，也是對(duì) ILOA 稱之為家鄉(xiāng)的夏威夷群島上存在的獨(dú)特文化的慶祝,。

導(dǎo)航是大腦處理這些信息以確定您移動(dòng)的位置和方式,。指導(dǎo)類(lèi)似于人腦決定，如果我在這里,，朝這個(gè)方向前進(jìn),，我需要做什么才能到達(dá)我想去的地方？答案可能是左轉(zhuǎn)或加速,�,？刂葡喈�(dāng)于轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤(pán)或踩油門(mén)來(lái)提高引導(dǎo)指令。人眼充當(dāng)傳感器,，觀察事物如何變化,，并重復(fù)整個(gè)循環(huán)。

現(xiàn)在,，奧德修斯基本上是直立的,，危險(xiǎn)相對(duì)導(dǎo)航（HRN）傳感器在著陸器打算著陸的區(qū)域面向前方。Intuitive Machines 設(shè)計(jì)了奧德修斯飛往月球預(yù)定著陸點(diǎn) (ILS) 的軌跡,。一旦Nova-C級(jí)月球著陸器接近其ILS,，機(jī)載軟件就會(huì)根據(jù)著陸器的射程選擇一個(gè)坡度最小、沒(méi)有危險(xiǎn)的安全指定著陸點(diǎn)（DLS）,。

奧德修斯的系統(tǒng)旨在匹配月球重力以飛向 DLS,。在此期間，主發(fā)動(dòng)機(jī)不斷節(jié)流,，降低發(fā)動(dòng)機(jī)功率,，以補(bǔ)償著陸器越來(lái)越輕，推進(jìn)劑耗盡而離開(kāi)航天器的質(zhì)量,。Odysseus 的 GNC 系統(tǒng)將著陸器飛行到 DLS 上方約 30 m 的位置，著陸器以每秒 3 米的速度垂直下降,。然后,，著陸器在距地面 10 米處以每秒 1 米的下降速度制動(dòng)，為終端下降和著陸做好準(zhǔn)備,。

△RFMG 技術(shù)使用 Nova-C 儲(chǔ)罐中的無(wú)線電波和天線來(lái)準(zhǔn)確測(cè)量可用推進(jìn)劑的數(shù)量,。RFMG 在未來(lái)的長(zhǎng)期任務(wù)中可能至關(guān)重要，這些任務(wù)將依賴于由液氫,、液氧或液甲烷等低溫推進(jìn)劑作為燃料的航天器,。這些推進(jìn)劑效率很高，但儲(chǔ)存起來(lái)很困難,，因?yàn)榧词乖诘蜏叵滤鼈円矔?huì)很快蒸發(fā),。隨著美國(guó)宇航局朝著通過(guò)阿耳忒彌斯將人類(lèi)送回月球的目標(biāo)邁進(jìn)，能夠準(zhǔn)確測(cè)量航天器燃料水平將有助于科學(xué)家最大限度地利用資源,。

此時(shí),，奧德修斯僅使用慣性測(cè)量,。沒(méi)有攝像機(jī)或激光器引導(dǎo)航天器到達(dá)月球表面，因?yàn)樗鼈儠?huì)讀取著陸器發(fā)動(dòng)機(jī)中揚(yáng)起的月球塵埃,。Odysseus 的慣性測(cè)量單元 (IMU) 可以像人的內(nèi)耳一樣感知加速度,，感受旋轉(zhuǎn)和加速度。終點(diǎn)下降就像走向一扇門(mén)并在最后三英尺閉上眼睛,。你知道你已經(jīng)足夠近了,，但你的內(nèi)耳必須引導(dǎo)你穿過(guò)門(mén)。通過(guò)主發(fā)動(dòng)機(jī)危險(xiǎn)檢測(cè)和規(guī)避進(jìn)行俯仰垂直下降 終端下降

奧德修斯被設(shè)計(jì)成以每秒一米的速度著陸,。飛行控制人員預(yù)計(jì)在確認(rèn)最終里程碑（軟著陸在月球表面）之前大約會(huì)延遲 15 秒,。Intuitive Machines 及其客戶預(yù)計(jì)將在月球南極落下、奧德修斯號(hào)無(wú)法運(yùn)行之前進(jìn)行大約 7 天的科學(xué)研究和技術(shù)演示,。