Учёные из NASA заявили, что GPS можно пользоваться для полётов к Луне
Источник: NASA
GPS, спутниковая навигационная система, которая сегодня помогает примерно 4 млрд людей на Земле ориентироваться на местности, может использоваться на лунной орбите в ходе миссии Artemis. Для этого команда NASA разрабатывает приёмник, который сможет принимать сигналы от нескольких десятков спутников GPS.
GPS работает на высоте около 20,1 тыс. км над поверхностью Земли и открыта для любых GPS-приёмников. Её сигналы используются в навигационных системах транспортных средств, интерактивных картах и устройствах слежения всех типов, а также во многих других приложениях.
Если астронавты достигнут Луны, как запланировано в рамках миссии NASA Artemis, у них будет много работы, для которой потребуется ориентирование на местности. Основная цель будет заключаться в разработке месторождений льда в кратерах вблизи южного лунного полюса. Астронавты должны будут точно ориентироваться в тех местах, где роверы ранее нашли лёд. Им также нужно будет найти оборудование, которое отправилось на Луну раньше них, включая буровое оборудование и средства снабжения.
Ка-Мин Чунг и Чарльз Ли из Лаборатории реактивного движения NASA (JPL) пришли к выводу, что сигналы от навигационных спутников вблизи Земли могут использоваться для ориентирования астронавтов на лунной орбите. Исследователи представили результаты своих расчётов на конференции IEEE Aerospace Conference в Монтане.
Чунг и Ли рассчитали орбиты навигационных спутников GPS, европейской системы Galileo и российской системы ГЛОНАСС — всего 81 спутника. Антенны большинства из них передают сигналы к поверхности Земли, но также излучают их в космос. По словам исследователей, эти сигналы достаточно сильны, чтобы их мог принять космический корабль вблизи Луны. Чунг, Ли и их команда рассчитали, что космический корабль на лунной орбите сможет «видеть» сигналы от 5 до 13 спутников.
Помочь астронавтам ориентироваться после приземления на поверхность Луны будет сложнее, главным образом потому, что в полярных регионах Земля находится низко над горизонтом. Сигналы спутников могут заблокировать лунные холмы или края кратера. Но команда JPL и их коллеги из Центра космических полетов Годдарда в Мэриленде подготовились к этому. Чтобы помочь астронавтам, команда предложила использовать два спутника на лунной орбите — один новый спутник, оснащённый GPS, который будет действовать в качестве маяка-локатора, и спутник NASA Lunar Reconnaissance Orbiter, который уже работает с 2009 года.
«Лунный GPS-приёмник» будет основан на навигаторе GPS, который инженеры Центра космических полетов Годдарда начали разрабатывать в начале 2000-х специально для NASA Magnitospheric Multiscale Mission, или MMS, — миссии NASA по исследованию магнитосферы Земли, первой в истории миссии по изучению того, как магнитные поля Солнца и Земли соединяются и разъединяются. Цель заключалась в создании приёмника, который будет работать в космосе и будет быстро получать и отслеживать радиоволны GPS даже в областях со слабым сигналом. В новом приёмнике соединятся технологии навигатора GPS с MMS-миссии и SpaceCube, реконфигурируемой, очень быстрой бортовой компьютерной платформы. Новая технология получила название NavCube.
Источник: NASA
Мощность обработки сигнала GPS, которую предлагает NavCube, должна обеспечивать возможность использования GPS на Луне. Ранее в этом году команда NASA уже смоделировала характеристики лунного GPS-приемника. Завершить создание прототипа и изучить варианты демонстрации полета команда планирует к концу этого года.
«NASA годами продвигает технологию высотных GPS, — заявил Люк Винтерниц, архитектор системы приемников MMS-навигатора. — GPS вокруг Луны — следующая цель».
Как отмечают в NASA, расширение возможностей использования GPS на Луне потребует некоторых улучшений по сравнению с бортовой системой GPS MMS. Однако эта сеть не должна быть дорогой по стандартам космических программ. Спутник-ретранслятор может быть очень маленьким, брать сигналы от существующих спутников и летать на ракете, запускающей другие полезные грузы на Луну.
Как пишет IEEE Spectrum, планы относительно миссии Artemis замедлились из-за дебатов по финансированию и архитектуре миссии. Руководство NASA рассчитывало построить базовую станцию на орбите Луны, известную как Gateway (Ворота), однако Белый Дом приказал отправить астронавтов на Луну к 2024 году. Если агентству придётся выполнять этот приказ, проекту Gateway, возможно, придется подождать до конца десятилетия. Тем не менее, ученые считают, что создание устойчивой системы лунной навигации будет полезно независимо от того, как будет проходить миссия.
