Подобно тому, как знакомые ориентиры могут дать путешественникам чувство направления, когда их смартфоны теряют связь с сигналами GPS, инженер НАСА обучает машину использовать особенности на горизонте Луны для навигации по лунной поверхности.

«Для безопасности и геотегов для науки важно, чтобы исследователи точно знали, где они находятся, когда исследуют лунный ландшафт», — сказал Элвин Ю, инженер-исследователь из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Оборудование бортового устройства локальной картой поддержит любую миссию, будь то роботизированная или человеческая».

В настоящее время НАСА работает с промышленностью и другими международными агентствами над разработкой архитектуры связи и навигации для Луны. LunaNet принесет на Луну «интернет-подобные» возможности, включая службы определения местоположения .

Однако исследователям в некоторых регионах лунной поверхности могут потребоваться перекрывающиеся решения, полученные из нескольких источников, чтобы обеспечить безопасность в случае отсутствия сигналов связи .

«Очень важно иметь надежные системы резервного копирования, когда мы говорим об исследованиях человека », — сказал Ю. «Мотивация для меня состояла в том, чтобы позволить исследовать лунные кратеры, где весь горизонт был бы краем кратера».

Ю начал с данных лунного разведывательного орбитального аппарата НАСА, в частности, лазерного высотомера лунного орбитального аппарата (LOLA). LOLA измеряет уклоны, шероховатость лунной поверхности и создает топографические карты Луны с высоким разрешением.

Ю обучает искусственный интеллект воссоздавать особенности лунного горизонта такими, какими они кажутся исследователю на лунной поверхности с использованием цифровых моделей рельефа LOLA. Эти цифровые панорамы можно использовать для сопоставления известных валунов и хребтов с теми, что видны на снимках, сделанных марсоходом или космонавтом, обеспечивая точную идентификацию местоположения для любого заданного региона.

«Концептуально это все равно, что выйти на улицу и попытаться выяснить, где вы находитесь, изучая горизонт и окружающие достопримечательности», — сказал Ю. «Хотя приблизительное определение местоположения может быть простым для человека, мы хотим продемонстрировать точность на земле до менее чем 30 футов (9 метров). Эта точность открывает двери для широкого спектра концепций миссий для будущих исследований».

Эффективно используя данные LOLA, портативное устройство может быть запрограммировано с локальным подмножеством данных о рельефе и высотах для экономии памяти. Согласно работе, опубликованной исследователем Годдарда Эрваном Мазарико, лунный исследователь может видеть не более 180 миль (300 километров) из любого беспрепятственного места на Луне. Даже на Земле технология определения местоположения Yew может помочь исследователям на местности, где сигналы GPS затруднены или подвержены помехам.

Система геолокации Yew будет использовать возможности GIANT (Инструмент анализа и навигации изображений Годдарда). Этот оптический навигационный инструмент, разработанный главным образом инженером Годдарда Эндрю Лиунисом, ранее дважды проверял и подтверждал навигационные данные для миссии НАСА OSIRIS-REx по сбору образца с астероида Бенну.

В отличие от радаров или лазерных дальномеров, которые посылают радиосигналы и освещают цель для анализа возвращающихся сигналов, GIANT быстро и точно анализирует изображения для измерения расстояния до видимых ориентиров и между ними. Портативная версия — это cGIANT, библиотека, производная от автономной системы навигации и управления Годдарда (autoGNC), которая предоставляет решения для автономности миссии на всех этапах работы космических кораблей и вездеходов.

Сочетание интерпретаций ИИ визуальных панорам с известной моделью луны или рельефа планеты может предоставить мощный навигационный инструмент для будущих исследователей.