“Bullseye标签” - NASA的Osiris-rex如何导航到小行星Bennu的触地得分

在样品收集事件期间，天然特征跟踪（NFT）将指导NASA的Osiris-Rex SpaceCraft到小行星Benu的表面。宇宙飞船在下降时采取小行星表面特征的实时图像，然后将这些图像与板载图像目录进行比较。然后，航天器使用这些地理标记来定向本身并准确地瞄准触地点。

今年夏天，Osiris-Rex SpaceCraft将进行NASA首次尝试触及小行星的表面，收集它的样品，并安全退回。但是，自从一年前到达小行星Bennu以来，特派团团队一直在解决意外挑战：如何在宽阔的小行星中完成这个小行星的这个壮举。

使用这些危险巨石作为路标，使命团队开发了一种新的精密导航方法来克服挑战。

Osiris-rex团队最初计划使用LIDAR系统在触摸触摸（标签）样本收集事件期间导航到Bennu的表面。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。Osiris-rex指导，导航和控制（GNC）LIDAR旨在将航天器导航到不含危险的表面。该特派团最初设想了直径的164英尺（50米）的触地点，但本南上最大的安全区域要小得多。最大的网站仅为52英尺（16米），或者大约10％的安全区域设想。该团队意识到他们需要更精确的导航技术，使航天器能够在躲避潜在的危险时准确地瞄准非常小的部位。

面对这一挑战，Osiris-rex团队切换到一个名为自然特征跟踪（NFT）的新导航方法。NFT提供比LIDAR更广泛的导航能力，并且是执行团队呼叫“靶向磁盘标签”的关键，这将航天器提供给更小的采样区域。作为光学导航技术，它需要创建航天器上的高分辨率图像目录。

今年早些时候，航天器使得侦察通过了使命的主要和备份样品收集地点，指定夜莺和白燕彭，在表面上靠近0.4英里（625米）。在这些飞行物期间，航天器从不同角度和照明条件收集了图像以完成NFT图像目录。该团队使用此目录识别样本站点区域独特的巨石和陨石网，并将在样品收集事件之前将此信息上传到航天器。NFT通过比较在下降期间拍摄的实时导航图像来自主地将航天器引导到Bennu的表面。由于航天器下降到表面，因此根据与地标相关的宇宙飞船的位置，NFT更新其预测的接触点。

在地面上，团队成员为夜莺和莫斯普雷站点创建了“危险地图”，以记录可能损害航天器的所有表面特征，如大岩石或陡坡。该团队将图像目录与来自Osiris-rex激光高度计（OLA）的数据结合使用，以创建密切模型的3D地图。作为NFT的一部分，这些地图文件博尔德身高和火山口深度，并指导航天器远离潜在的危险，同时瞄准一个非常小的网站。在血统期间，如果航天器预测它将触摸不安全的地形，它将自动摆脱并远离表面。但是，如果它看到该区域没有危险，它将继续下降并试图收集样品。

NFT将于4月份使用，以在其第一个样本收集排练期间导航航天器。2019年底，运营团队在轨道B任务阶段进行了初步测试，结果表明，NFT在设计的现实条件下工作。NFT还将用于6月份计划的第二次排练期间导航。

Osiris-rex的第一个样本收集尝试计划于8月下旬预定。航天器将在2021年离开Bennu，并计划在2023年9月将样品交给地球。

NASA位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心为OSIRIS-REx提供总体任务管理，系统工程以及安全和任务保证。图森市亚利桑那大学的但丁·劳雷塔（Dante Lauretta）是首席研究员，亚利桑那大学还领导科学团队以及该特派团的科学观测计划和数据处理。丹佛的洛克希德·马丁航天公司制造了该航天器并提供飞行操作。Goddard和KinetX Aerospace负责OSIRIS-REx航天器的导航。OSIRIS-REx是NASA新边界计划的第三项任务，该计划由位于阿拉巴马州汉茨维尔的NASA马歇尔太空飞行中心管理，由该机构的华盛顿科学任务局负责。