Моделі для місії, траєкторія якої ще не оприлюднена

Команда старшокласників MATRIX у межах програми NASA SEES влітку 2026 року розробила моделі для оцінювання запасів пального під час місячної місії Intuitive Machines IM-3. Проєкт виконувався за підтримки фахівців NASA, університетів та індустрії. NASA описала роботу команди у матеріалі, опублікованому 26 жовтня 2026 року.

Місія IM-3 має доставити посадковий апарат Trinity до району Reiner Gamma на Місяці. Його прибуття заплановане на 2027 рік. На відміну від попередніх місій IM-1 та IM-2, повна траєкторія IM-3 не доступна у відкритих джерелах. Тому учасники MATRIX не аналізували повний фактичний маршрут майбутнього польоту, а побудували його реконструкцію на основі оприлюднених даних про попередні місії.

Задача важлива для польотів у мікрогравітації: рідке пальне там не осідає на дні бака, а може розподілятися вздовж його стінок. Це ускладнює оцінку того, скільки пального залишилося. Така інформація потрібна для керування двигунами та планування маневрів.

Як працює метод і що моделювала команда

Modal Propellant Gauging, або MPG, визначає масу пального за акустичною реакцією бака. Метод розробив доктор Кевін Кросбі з колегами з NASA у коледжі Карфідж у штаті Вісконсин. За даними NASA, MPG уже успішно застосовували в кількох космічних експериментах; його демонстрацію заплановано під час IM-3.

Для відновлення польотних даних команда використала відкриті матеріали Intuitive Machines і записи траєкторій IM-1 та IM-2 від Навігаційного й допоміжного інформаційного центру NASA Jet Propulsion Laboratory. Порівнюючи фактичний маршрут IM-2 з моделлю руху без роботи двигунів, учасники визначали моменти ввімкнення двигунів і приблизні зміни швидкості після маневрів.

Далі команда застосувала обчислювальне моделювання потоків, щоб оцінити рух рідини в баках, і багаторазові статистичні симуляції — щоб врахувати різні можливі стани запасу пального. На цій основі учасники розробили алгоритм реконструкції для IM-3 та інтерактивну панель, у якій можна змінювати параметри двигунів, апарата й орбіти та спостерігати, як це впливає на запас пального і доступні зони посадки.

Результати — це оцінки, а не дані з майбутнього польоту

За аналізом MATRIX, надійні вимірювання MPG можуть бути можливими під час двох головних маневрів — виходу на місячну орбіту та керованого зниження. У деяких сценаріях вимірювання може бути можливим і під час корекції орбіти перед зниженням. Найбільше на тривалість таких періодів, за висновком команди, впливає початкова маса космічного апарата.

Команда також визначила можливі дати старту IM-3 у 2027 році та змоделювала розподіл потенційних місць посадки поблизу Reiner Gamma. Це результати аналізу й симуляцій, а не підтверджені параметри реального польоту. NASA не наводить у повідомленні конкретних тривалостей вікон вимірювання чи єдиного прогнозу місця посадки.

Учасники представили дослідження фахівцям з рухових систем Intuitive Machines, а також на симпозіумі SEES і конференції Wisconsin Space Grant Consortium. За повідомленням NASA, у грудні 2026 року команда має презентувати роботу на щорічній зустрічі Американського геофізичного союзу в Сан-Франциско.