何年もの間、科学者たちは月面を航行する方法を模索してきましたが、これは地球上の GPS のようなツールがなければ困難な作業でした。
月はたくさんあるから より薄い大気 地球よりも遠くのランドマークの距離とサイズの両方を判断することは、地平線からの視点が不足しているため困難です。 地球上の樹木や建物はかすんでいますが距離を測るのに役立ちますが、そのような錯覚は月では不可能です。 さらに、光を散乱させる大気がなければ、太陽の明るい光線が月面にいる宇宙飛行士の視覚と奥行きの認識をゆがめ、地図に載っていない広大な地形を移動するのが本当に困難になります。
地球上では、「GPS があり、それを利用するのは簡単で、それに使用されるすべてのテクノロジーについて考える必要はありません」と述べています。 アルヴィン・ユー メリーランド州グリーンベルトにある NASA のゴダード宇宙飛行センターの研究エンジニア。 「しかし、月面にいる今、私たちはそれを持っていません。」
月航法に関する以前の研究に触発されて、Yew は AIシステムの開発 地平線をスキャンして明確なランドマークを見つけることにより、月の床を横切って探検家を導きます。 から収集したデータでトレーニング NASAのルナー・リコネサンス・オービター、 このシステムは、月の表面に立っている探検家に見えるように、月の地平線上の特徴を再現することによって機能します。
“なぜなら [the moon] には大気がなく、光の散乱もあまりありません」と Yew 氏は言います。 しかし、風景の輪郭を使用することで、「空間に対して地面がどこにあるかを非常に明確に区別することができます」。
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Yew の AI システムは、岩、尾根、さらにはクレーターなどの地理的特徴を使用してナビゲートすることができます。これらの距離は、通常、人にとって正確に特定することが困難です。 これらの測定値を使用して、宇宙飛行士やローバーによって既にキャプチャされた画像で特定された特徴を照合することができます。これは、GPS が地球上の位置を特定する方法と同様の方法です。 探査機が月を周回するのに役立つように特別に調整された GPS のような技術を開発することは、自律的なロボット操作をサポートするために特に重要である、と Yew は言います。 NASA のアルテミス I ミッションが今月初めに着水に成功して最近終了した今、そのような技術は、それほど遠くない将来に人類が月に戻るためにも必要となるでしょう。 今後のアルテミス III ミッションの宇宙飛行士が上陸するとき、新しい地形を征服するのに役立つハンドヘルドまたは統合システムを持っていることが、月とその先の両方で、どこまで (そしてどれだけうまく) 探査できるかを決定する要因になる可能性があります。
「NASA が月への到達、そして最終的には火星への到達を目指すには、これらの重要な技術への投資が必要です」と Yew は言います。 彼の仕事は、月の未来の「インターネット」を補完することも計画されています。 ルナネット. このフレームワークは、月面での通信、月航法、その他多くの科学サービスをサポートします。 NASA の科学者によると、月面衛星のコレクションは、地球と同様のインターネット アクセスを提供することを目的としており、現在の宇宙ミッションのように、宇宙船や将来の宇宙飛行士が事前にデータ転送をスケジュールする必要なく利用できるネットワークです。
シェリル・グラムリングNASA のゴダード宇宙飛行センターのミッション エンジニアリングおよびシステム分析部門の技術部門のアソシエイト チーフである .
「また、私たちが地球上に築き上げてきた基本的なインフラもありません」と彼女は言います。 月は白紙の状態のようなものです。
さまざまなインターネット プロバイダーが顧客に Web やその他のサービスへのアクセスを許可するのと同じように、Gramling は、NASA や ESA や JAXA などの他の宇宙機関が協力して LunaNet を構成する可能性があると述べています。 「それはインターネットを宇宙にまで広げています」と彼女は言います。 これらの「プロバイダー」 (この場合、NASA、ESA、JAXA などの宇宙機関) は、互いに通信し、ネットワーク全体でデータを共有できます。これは、全地球航法衛星システム (GNSS) のさまざまな部分が機能するのと同じように機能します。タンデムで。
「私たちが地球上で実装したものを月に持ち込むことは挑戦ですが、同時に、それをどのように機能させるかを考える機会でもあります。」 フアン・クレンショー、NASA ゴダード宇宙飛行センターのナビゲーションおよびミッション設計部門のメンバー。 彼によると、目標は、1 つの実装や目的に制約されず、さまざまなユーザー向けの標準とプロトコルを使用できるネットワークを作成することです。 「相互運用可能なサービスを構築すれば、より少ない資産でより効率的に、より優れたカバレッジとサービスをユーザーに提供できます。」
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しかし、LunaNet がオンラインになるにはまだ長い道のりがあります。宇宙飛行士がゲームをダウンロードしたり、地球上でできるようにお気に入りの宇宙映画をストリーミングしたりできるようになるまでには、しばらく時間がかかるでしょう。 LunaNet のサービス ボリュームは現在、高度 200 km (約 125 マイル) までの月全体をカバーするように設計されていますが、Yew 氏によると、ネットワークに障害が発生した場合、彼の AI はローバーや宇宙飛行士のナビゲーション機能のバックアップになる可能性があります。電源または信号の停止。 NASA によると、Yew の研究は、地球上で同様の干渉が発生しているときに、探検家が道を見つけるのに役立つ可能性さえあります。
「私たちが人間の遠征をしているとき、あなたはいつも欲しがっています [backup systems] 非常に危険な任務のために」とYew氏は言います。 彼の AI は「それ自体はインターネットに結び付けられていませんが、 [it] することができます。 AI はまだ開発段階ですが、アルテミス ミッションの 1 つから得られた実際の月の風景データを利用する前に、シミュレートされた環境でシステムをテストして改善を続けたいと考えています。
「アルゴリズムの堅牢性をテストして、グローバルなソリューションを返すことを確認したいと考えています。つまり、月のどこにでも投げることができ、どこにいても見つけることができます」と彼は言います。 「それが不可能な場合は、その限界もテストしたいと考えています。」