Technika a miniaturizace dělají ohromné pokroky – zatímco ještě relativně nedávno byly miniaturní kamery výsadou filmů o špionech, dnes mohou najít uplatnění i v kosmickém výzkumu. Dnes bude řeč o malých černých kamerách, které mají rozměry srovnatelné sotva s polovinou počítačové myši. Tyto kamery nemají pracovat samy – inženýři chtějí použít čtyři exempláře najednou, aby bylo možné lépe porozumět procesům, které probíhají pod landerem v době, kdy přistává na povrchu Měsíce a spaliny z přistávacích motorů začnou odfoukávat jemné částečky regolitu.

Nova-C – lander firmy Intuitive Machines
Zdroj: https://upload.wikimedia.org/

Kamera je sice malá, ale zato si to kompenzuje dlouhým názvem Stereo Camera for Lunar Plume-Surface Studies alias SCALPSS. Poprvé by se měly k Měsíci vydat už letos na palubě landeru Nova-C od firmy Intuitive Machines. Právě tato společnost je jednou ze dvou firem, které by měly letos v rámci programu CLPS (Commercial Lunar Payload Services) dopravit na Měsíc vědecké experimenty a technologické demonstrátory. Kamery SCALPSS mají poskytnout vědecky cenné informace o malých kráterech, které vzniknou účinkem spalin přistávacích motorů během závěrečného dosednutí na povrch měsíce.

V rámci rozsáhlého programu Artemis chce NASA posílat na Měsíc astronauty i roboty, aby společně prozkoumali našeho souputníka lépe než kdy jindy. Na konci desetiletí by agentura již ráda disponovala udržitelným systémem pro průzkum Měsíce – v okolí jižního pólu má vzniknout komplex označovaný jako Artemis Base Camp. Dá se očekávat, že různé landery sem budou doručovat nejrůznější náklady, přičemž budou přistávat blízko sebe. Data získaná z kamer SCALPSS poskytnou základní informace pro počítačové modely, které budou plánovat budoucí lunární přistání.

Datové úložiště kamer SCALPSS, kam se uloží snímky nafocené během přistání landeru Nova-C.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

„S tím, jak budeme do kosmu posílat větší a těžší náklady, se kterými se pokusíme přistávat v menší vzájemné vzdálenosti, nejprve na Měsíci a pak i na Marsu, pak bude schopnost odhadovat následky přistání velmi důležitá,“ říká Michelle Munk, hlavní vědecká pracovnice projektu SCALPSS z Langley Research Center v Hamptonu, stát Virginia.

Čtyři kamery SCALPSS budou umístěny kolem základny komerčního landeru a začnou sledovat proces vzniku kráteru od chvíle, kdy horké spaliny začnou interagovat s povrchem Měsíce. „Když nevidíte kráter v době, kdy začíná vznikat, tak jej opravdu nemůžete namodelovat,“ říká Munk a dodává: „Potřebujete začátek a konec a pak můžete určit, k čemu došlo v době mezi nimi.“ Kamery proto budou pokračovat ve snímání až do chvíle, kdy bude přistání ukončeno. Výsledné sterosnímky se uloží do palubní paměti, ze které budou následně odeslány na Zemi. Z obdržených údajů se pak výzkumníci pokusí rekonstruovat tvar výsledného kráteru a jeho objem.

Zkoušky za účelem charakterizování fungování kamer SCALPSS proběhly vloni na Marshall Space Flight Center v Huntsville, stát Alabama. Výzkumníci zde prováděli celou řadu zkoušek včetně radiální distorze, zorného pole nebo hloubky ostrosti. Kromě toho probíhalo analytické modelování, aby se mohlo lépe charakterizovat, jak se budou kamery chovat. Vývoj samotného hardwaru proběhl na již zmíněném středisku Langley. V létě se vědci pustili v laboratoři do sestavování přístroje a provedli také termální vakuové a vibrační zkoušky.

Problém je, že pro vstup do této laboratoře je potřeba speciální povolení, které musí vydat vedení střediska. Přístup tak dostali pouze nezbytně důležití pracovníci, kteří pracují na projektech s vysokou prioritou. Důvodem je i v tomto případě snaha o ochranu zaměstnanců před Covid-19. Potěšující je, že projekt SCALPSS byl jedním z prvních, které se dočkaly obnovení prací. Tomu však muselo předcházet komplexní bezpečnostní zhodnocení rizik. Na celém středisku navíc platí dodatečná opatření jako je nošení roušek, nebo minimalizování počtu lidí, kteří mohou být v jednu chvíli v místnosti. Pracovníci také dostali osobní ochranné pomůcky a mají k dispozici desinfekční prostředky.

Příprava kamer SCALPSS a jejich datového úložiště na vibrační zkoušky.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

I přes tyto překážky byl letový hardware kamer SCALPSS dokončen již koncem října 2020 a doručení kamer firmě Intuitive Machines je zatím plánováno na únor. „Vývoj a zkoušky projektu proběhly ve svižném tempu a s hodně omezenými zdroji,“ hodnotí Robert Maddock, projektový manažer SCALPSS a dodává: „Tento projekt nám přinesl zatím největší výzvy, s jakými se tým kdy setkal.“ Členové týmu ale všechny překážky překonali i proto, že vědí, jak velký vliv mohou mít snímky z těchto kamer na další přípravy amerického programu Artemis.

„Je potřeba získat data z reálného prostředí, aby se mohly aktualizovat modely a předvídat účinky na další návrhy – je to opravdu hodně motivující a obohacující,“ říká Munk. Tým kolem projektu SCALPSS ale rozhodně nezahálí. V době, kdy dokončoval první letový hardware už začal pracovat na verzi SCALPSS 1.1 – tyto kamery mají letět na zatím neupřesněném lunárním komerčním landeru, který by měl v roce 2023 přistát mimo polární oblasti. Kamery samotné budou mít stejný úkol jako jejich předchůdci – systém však dostane dvě kamery navíc, aby měly výsledné stereosnímky přistávací oblasti před intrerakcí spalin s povrchem větší rozlišení. Díky tomu bude možné ještě více zpřesnit analytické modely pro stanovení podmínek v okamžiku prvotní interakce.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/…/image/scalpss_flight_camera_assembly.jpg
https://upload.wikimedia.org/…2847974873213%29.jpg
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/scalpss_flight_dsu.jpg
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/lrc-2020-0813-h1_p_scalpess-0000005.jpg