Diese Antwort beschreibt einige der Anforderungen, die erfüllt werden müssten, wenn die geplante Erkundungsmission 1 des Weltraumstartsystems von Menschen bewertet werden sollte.
Ich habe diese verkürzte Auswahl aus dem Dokument Human Rating Requirements for Space Systems weiter auf vier Punkte reduziert, die den autonomen Betrieb im Falle eines bestimmten katastrophalen Ereignisses erwähnen.
Angenommen, ein erfundenes, hypothetisches katastrophales Ereignis trat auf, das die Telemetrie und jedes GNSS blockierte von der Erde und führte eine kleine, aber nicht quantifizierte Kursänderung ein, als sich das Raumschiff dem Mond näherte. Hier bedeutet "nicht quantifiziert", dass das ansonsten hervorragende Trägheitsleitsystem aus irgendeinem Grund einen wesentlichen Antriebsimpuls nicht genau aufzeichnen konnte.
Frage: Welche natürlich vorkommenden Navigationsinformationen könnte das Navigationssystem verwenden, um den Mond autonom und sicher zu umrunden und für einen sicheren und erfolgreichen Wiedereintritt und eine sichere Landung zur Erde zurückzukehren?
Hinweis: Das Szenario soll keine realistische Situation darstellen, sondern nur dazu beitragen, die Voraussetzungen für eine hypothetische Frage zu schaffen. Wenn sich ein Raumschiff plötzlich im Erde-Mond-System wiederfinden würde, könnte es seinen Zustandsvektor ableiten und ohne "Hilfe" zu einer Landung navigieren.
Kameras + Bildverarbeitung kommen mir in den Sinn, aber sie müssten sorgfältig kalibriert werden, um eine eventuelle Regenerierung genauer Zustandsvektoren zu ermöglichen. Auch das Radar-Timing der Mondoberfläche während der engen Passage kommt mir in den Sinn. Sind diese genau genug, um einen sicheren Wiedereintritt auszuführen, oder wird mehr benötigt?
Ich versuche zu verstehen, welche natürlich vorkommenden Navigationsinformationen im cislunaren Raum verfügbar sind , die die 100% autonome Planung und Durchführung einer sicheren Rückkehr eines Raumfahrzeugs erleichtern würden, wenn keine künstlichen Daten von der Erde (Telemetrie, GNSS usw.) und keine Trägheitsführung verfügbar wären historische Daten waren unvollkommen.
GNSS-Fixes sind potenziell zeitweise für Raumfahrzeuge im cislunaren Raum verfügbar, siehe die Antworten im Zusammenhang mit dieser und dieser und dieser Frage.
3.2 Systemsicherheitsanforderungen (extrem „beschnittene“ Teilmenge davon)
[...]
3.2.11 Das bemannte Raumfahrtsystem muss die Fähigkeit zum autonomen Betrieb von System- und Teilsystemfunktionen bieten, die bei Verlust zu einer Katastrophe führen würden (Randnummer 58576).
[...]
und
3.6 Überlebens-/Abbruchanforderungen der Besatzung
[...]
3.6.2 Erdumlaufbahnsysteme
3.6.2.1 Das bemannte Weltraumsystem muss in der Lage sein, die Mission autonom aus der Erdumlaufbahn abzubrechen, indem es einen Rückflug zu einer sicheren Landung auf der Erde anvisiert und durchführt (Vorschrift 58625).
3.6.3 Erde - Mondtransit- und Mondumlaufsysteme
3.6.3.1 Das bemannte Weltraumsystem muss die Fähigkeit bieten, die Mission während des Mondtransits und aus der Mondumlaufbahn autonom abzubrechen, indem es eine sichere Rückkehr zur Erde durchführt (Vorschrift 58627).
3.6.4 Mondabstiegssysteme
3.6.4.1 Das bemannte Weltraumsystem muss in der Lage sein, den Mondabstieg autonom abzubrechen und alle für eine sichere Rückkehr zur Erde erforderlichen Operationen durchzuführen (Vorschrift 58629).
[...]
Optische Navigation wäre mehr als ausreichend. Bilder des Mondes und der Erde im Vergleich zu Schlüsselsternen, eine Uhr und ein Computer sind alles, was Sie brauchen. Apollo hatte ein solches System als Backup, mit dem die Bodenverfolgungsergebnisse überprüft wurden.
Dies ist der Apollo-Sextant:
Die Definition von „autonom“ in dem Dokument lautet:
Autonom: Fähigkeit eines Weltraumsystems, Operationen unabhängig von erdgestützten Systemen durchzuführen. Dies beinhaltet keine Kommunikation mit oder Echtzeitunterstützung von der Missionskontrolle oder anderen Erdsystemen.
Die Umlaufbahnbestimmung müsste also tatsächlich nur unter Verwendung von Bordmitteln möglich sein. Obwohl Sie in der Lage sein müssen, auf die Erde zu schauen , wird die Erde selbst hoffentlich nicht als Erdsystem betrachtet.
David Hammen
äh