Przełom w podboju kosmosu! ESA buduje niezwykły system nawigacji na Księżycu!
Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) rozwija misję NovaMoon, która ma zwiększyć dokładność usług pozycjonowania, nawigacji i pomiaru czasu (PNT) na Księżycu. Dzięki niej łaziki, lądowniki i astronauci będą mogli określać swoje położenie i poruszać się po powierzchni Srebrnego Globu podobnie jak samochody, samoloty i piesi korzystający z systemów nawigacyjnych na Ziemi.
Wraz ze wzrostem liczby misji księżycowych planowanych na najbliższe lata rośnie zapotrzebowanie na dedykowaną infrastrukturę komunikacyjną i nawigacyjną. ESA rozwija już usługi PNT na Księżycu i wokół niego w ramach programów Lunar Pathfinder i Moonlight. NovaMoon ma uzupełnić te działania i zwiększyć precyzję nawigacji.
NovaMoon zwiększy dokładność nawigacji na Księżycu
Start misji Lunar Pathfinder jest planowany na 2027 rok. W jej ramach przeprowadzone zostaną eksperymenty sprawdzające możliwość wykorzystania sygnałów globalnych systemów nawigacji satelitarnej (GNSS) nadawanych z Ziemi do określania położenia i wspierania transmisji danych na Księżycu.
Z kolei program Moonlight ma zapewnić dedykowaną infrastrukturę łączności i nawigacji księżycowej. Dzięki konstelacji satelitów krążących wokół Księżyca system ma wspierać precyzyjne, autonomiczne lądowania oraz poruszanie się po jego powierzchni.
NovaMoon będzie rozwijać możliwości tych rozwiązań. Misja ma umożliwić określanie położenia na Księżycu z dokładnością poniżej jednego metra dzięki poprawkom różnicowym, a także pomóc w utworzeniu księżycowego układu odniesienia. W planach jest również uruchomienie pierwszego na świecie laboratorium odniesienia czasu księżycowego oraz stacji geodezyjnej na powierzchni Srebrnego Globu.
Ładunki NovaMoon mają być wysyłane na Księżyc na różnych lądownikach. Wyposażone w zestaw instrumentów będą wspierać rozwój nawigacji, pomiaru czasu i badań naukowych.
Zegary atomowe i księżycowy układ odniesienia
Jednym z głównych zadań NovaMoon będzie generowanie komunikatów korekcyjnych zwiększających dokładność nawigacji. Podobne rozwiązania stosuje się na Ziemi, gdzie stacje referencyjne pomagają poprawiać precyzję systemu Galileo. Na Księżycu poprawki mają umożliwić określanie położenia z dokładnością poniżej jednego metra, między innymi w rejonie bieguna południowego.
Misja ma także wesprzeć ustanowienie księżycowego układu odniesienia, niezbędnego do precyzyjnej nawigacji na powierzchni i wokół Księżyca. W tym celu cztery instrumenty pomiarowe zostaną umieszczone w jednym miejscu. Pozwoli to wyznaczyć położenie stacji odniesienia NovaMoon z dokładnością do kilku centymetrów.
Kolejnym elementem będą pierwsze zegary atomowe działające na powierzchni Księżyca. Mają one przyczynić się do ustanowienia księżycowego czasu referencyjnego.
NovaMoon ma również umożliwić prowadzenie badań naukowych nad składem Księżyca i strukturą jego wnętrza. Planowane są także eksperymenty dotyczące ogólnej teorii względności i fizyki fundamentalnej.
Trzy etapy rozwoju misji NovaMoon
Program NovaMoon będzie realizowany w trzech kolejnych wersjach. Trzecia ma zapewnić pełną konfigurację ładunku, umożliwiającą realizację wszystkich celów misji. Według planów ESA ta wersja ma zostać wykorzystana w misji Argonaut 2. Podział projektu na trzy kolejne ładunki pozwoli agencji stopniowo demonstrować i testować nowe technologie przed wdrożeniem pełnego systemu. Takie podejście ma zwiększyć niezawodność misji.
Pełna konfiguracja NovaMoon będzie obejmować zestaw instrumentów wspierających nawigację, pozycjonowanie i pomiar czasu na Księżycu. Znajdą się wśród nich:
- zintegrowany terminal użytkownika nawigacji GNSS i systemu Lunar Augmented Navigation Service (LANS);
- procesor nawigacyjny;
- zegary atomowe, w tym MiniRAFS, oraz zegary o wysokiej wydajności, w tym optyczne;
- jednostka synchronizacyjna;
- laserowy retroreflektor;
- podsystem interferometrii wielkobazowej (VLBI);
- opcjonalny aktywny dalmierz laserowy;
- opcjonalny terminal użytkownika systemu komunikacji LunaNet.
Większość misji księżycowych trwa zaledwie jeden dzień księżycowy, czyli około 14 dni ziemskich. Ładunek NovaMoon ma działać przez dwa lata, z możliwością przedłużenia misji do pięciu lat. Tak długi czas pracy pozwoli wykorzystać system zarówno do rozwoju usług nawigacyjnych i pomiaru czasu, jak i do prowadzenia badań naukowych.
Źródło: ESA
Czytaj też: Niezwykły spektakl w kosmosie! Zobacz, jakie barwy naprawdę przybierają umierające gwiazdy!
Grafika tytułowa: Alexander Andrews / Unsplash
