Basılısk astrodinamik yazılımı kullanılarak küçük Ay uzay aracı için optik navigasyon

Otonomi, günümüzdeki uzay görevlerinde ışık zaman gecikmesi, belirsiz ortamlar ve işletme maliyetleri gibi faktörler nedeniyle kritik bir rol oynamaktadır. Uzay aracı sistemlerinde bulunan optik cihazlar, navigasyon ve algılama gibi otonom amaçlara hizmet edebilir. Son yıllarda, geleneksel uzay araçlarına kıyasla daha küçük, daha az karmaşık ve daha az maliyetli olma avantajlarına sahip olduklarından, uzay araştırmaları için küçük uzay araçlarının kullanımına artan bir ilgi olmuştur. Ayrıca, insanlığın Mars'ı ve ötesini keşfetme özlemlerinden kaynaklanan ay görevlerine olan ilgide bir artış vardır. Bu ilgi, teknolojideki ilerlemeler ve özel şirketlerin katılımı ile ilişkili maliyetlerin düşmesiyle daha da artmaktadır. Bu nedenlerle, bu tezin odak noktası, ay görevlerinde küçük uzay araçlarının yörünge belirlemesi için otonom optik navigasyonun araştırılmasıdır. Çalışma, karmaşık uzay aracı dinamiklerini modellemek ve güdüm, navigasyon ve kontrol algoritmalarını uygulamak için açık kaynaklı bir astrodinamik yazılım olan Basilisk'i kullanmaktadır. Basilisk'in kardeş programı olan Vizard, gerekli uzay ortamını ve işlenmesi için görüntüleri sağlamaktadır. Araştırma, görüntü işleme için Hough Circle Transform yöntemini ve işlenen görüntü verilerine dayalı olarak uzay aracının yörüngesini belirlemek için Centroid ve Apparent Diameter yöntemini kullanır. Elde edilen sonuçlar ve ölçüm modeli, karekök kokusuz Kalman filtresini kullanarak uzay aracının konumunu ve hızını belirlemek için kullanılır. Son olarak, durum vektörünü istenen koordinatlara döndürmek için bir yıldız izleyici kullanılır. Bu araştırma, ay görevleri için otonom ve uygun maliyetli bir optik navigasyon yaklaşımını sunmaktadır.