Το φεγγάρι, όπου δεν έχει ξαναπάει satnav

Το Lunar Pathfinder θα αναμεταδίδει επικοινωνίες από τροχιακές και επιφανειακές αποστολές. Πίστωση: SSTL

Η έκδοση beta του μοναδικού δέκτη δορυφορικής πλοήγησης παραδόθηκε για δοκιμή ενσωμάτωσης στο διαστημόπλοιο Lunar Pathfinder. Ο δέκτης satnav NaviMoon έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί τον πιο απομακρυσμένο εντοπισμό θέσης από τη Γη, χρησιμοποιώντας σήματα που θα είναι εκατομμύρια φορές πιο αμυδρά από αυτά που χρησιμοποιούνται από τα smartphone ή τα αυτοκίνητά μας.


«Αυτή η γεωμετρία του δέκτη NaviMoon είναι το πρώτο κομμάτι υλικού που παράγεται στο πλαίσιο της Πρωτοβουλίας Moonlight της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας, για την ανάπτυξη αποκλειστικών υπηρεσιών επικοινωνίας και πλοήγησης για τη Σελήνη», εξηγεί ο Javier Ventura-Traveset, Επικεφαλής του Γραφείου Επιστημών Πλοήγησης της ESA. . και διαχείριση όλων των δραστηριοτήτων σεληνιακής πλοήγησης του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος.

«Θα πετάξει με την αποστολή Lunar Pathfinder σε τροχιά γύρω από τη Σελήνη, όπου θα οδηγήσει στο πιο απομακρυσμένο σημείο Δορυφόροι Ο εντοπισμός θέσης πλοήγησης έχει καθοριστεί καθόλου, σε απόσταση μεγαλύτερη από 400.000 km και ακρίβεια μικρότερη από 100 μέτρα. Αυτό αποτελεί μια ασυνήθιστη πρόκληση μηχανικής, γιατί σε τέτοια απόσταση θα ήταν δύσκολο να διακρίνει κανείς τα αχνά σήματα Galileo και GPS που χρησιμοποιεί από θόρυβος φόντου. Αυτή η επίδειξη θα σημαίνει μια πραγματική αλλαγή στο παράδειγμα πλοήγησης σε τροχιά της Σελήνης».

Το Lunar Pathfinder μεγέθους πλυντηρίου κατασκευάζεται ως εμπορική ανάθεση από την Surrey Satellite Technology Ltd, SSTL, στο Ηνωμένο Βασίλειο. Ο Ευρωπαϊκός Διαστημικός Οργανισμός χρηματοδοτεί τα ωφέλιμα φορτία των φιλοξενουμένων του, συμπεριλαμβανομένου ενός δέκτη NaviMoon 1,4 κιλών που θα τοποθετηθεί δίπλα στον κύριο πομπό ζώνης X του διαστημικού σκάφους και θα τον συνδέσει με τη Γη.

«Η λήψη φυσικού υλικού για μια εργασία είναι πάντα εξαιρετική», λέει η Lily Forward, Μηχανικός Συστήματος SSTL. “Αυτός ο δέκτης μηχανικού μοντέλου θα ενσωματωθεί στην έκδοση “FlatSat Test Bed” της αποστολής μας για να ελέγξει ότι όλα τα συστήματά μας είναι συνδεδεμένα και λειτουργούν σωστά μεταξύ τους, πριν λάβει τον δέκτη και την κεραία του μοντέλου πτήσης αργότερα φέτος.”

Αυτή θα είναι η πρώτη ολοκληρωμένη αποστολή του SSTL πέρα ​​από τη Γη, προσθέτει: «Θέτοντας τα θεμέλια για τις πολλές επιστημονικές αποστολές που θα ακολουθήσουν, το Lunar Pathfinder είναι ένας δορυφόρος αναμετάδοσης επικοινωνιών, που προορίζεται να εξυπηρετεί πόρους τόσο από την κοντινή όσο και από τη μακρινή πλευρά. τροχιά.” Ένα σεληνιακό παγωμένο οβάλ” για εκτεταμένη κάλυψη πάνω από τον Νότιο Πόλο – ειδική εστίαση για μελλοντική εξερεύνηση. Στη συνέχεια, σε τακτά χρονικά διαστήματα, θα κατευθύνουμε το διαστημόπλοιο προς τη Γη για να δοκιμάσουμε το μέλλον του NaviMoon.”

Οι διορθώσεις θέσης Satnav από τον δέκτη θα συγκριθούν με μια συμβατική εμβέλεια ραδιοφώνου που εκτελείται με χρήση πομπού ζώνης X από το Lunar Pathfinder, καθώς και με μια σειρά λέιζερ που εκτελείται χρησιμοποιώντας έναν ανακλαστήρα πλάτης που συνεισφέρει η NASA και αναπτύχθηκε από την KBR.

«Θα είναι η πρώτη φορά που αυτές οι τρεις τεχνικές τομέα θα χρησιμοποιηθούν μαζί βαθύ διάστημα, “εξηγεί ο μηχανικός πλοήγησης της ESA Pietro Giordano.” Υπάρχει μια μακρά κληρονομιά της σεληνιακής εμβέλειας λέιζερ, που πηγαίνει πίσω στις αποστολές Apollo, και το αντανακλαστικό που χρησιμοποιούμε είναι μια εξέλιξη από το Lunar Reconnaissance Orbiter της NASA. Ο συνδυασμός όλων των τεχνολογιών εμβέλειας θα βελτιώσει περαιτέρω την εκτίμηση της τροχιάς, πιθανώς πέρα ​​από αυτό που μπορεί να επιτύχει η εμβέλεια του ραδιοφώνου.

«Καταρχήν, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει ότι οι μελλοντικές αποστολές θα μπορούσαν να αυτοπλοηγούνται στη Σελήνη χρησιμοποιώντας μόνο σήματα δορυφορικής πλοήγησης χωρίς βοήθεια από τη Γη».

Σελήνη - εκεί που δεν έχει ξαναπάει satnav

σταθμός μέτρησης λέιζερ. Πίστωση: ESA

Εύρεση πολύ αχνών σημάτων satnav

Τα σήματα satnav που χρησιμοποιούνται εδώ στη Γη είναι ήδη αμυδρά, ισοδύναμα με ένα ζευγάρι προβολέων αυτοκινήτου που λάμπουν σε όλη την Ευρώπη. Όταν αυτά τα σήματα φτάσουν στη Σελήνη μετά από αποστάσεις περισσότερες από 20 φορές, μαλακώνουν στο διάστημα σαν κυματισμοί από μια πέτρα που είναι διάσπαρτη στο νερό.

“Προσθέτοντας τη δυσκολία, τα συγκροτήματα δορυφόρων δεν έχουν σχεδιαστεί για να στέλνουν στο διάστημα, αλλά να κρατούν τις κεραίες τους στραμμένες προς τη Γη”, προσθέτει ο Petro. “Επομένως, βασιζόμαστε σε πολύ πιο αδύναμα σήματα “πλευρικού λοβού”, όπως το φως που διαχέεται από τις πλευρές ενός φακού. Για να μπορέσουμε να εκμεταλλευτούμε αυτά τα σήματα, απευθυνθήκαμε σε έναν ειδικό στην αστροναυτική, ο οποίος έχει τεχνικές επεξεργασίας σήματος που έχουν πραγματικά αποδεδειγμένα το μαγικό συστατικό».

Η SpacePNT, με έδρα την Ελβετία, έχει επιβλέψει τον σχεδιασμό του μέλλοντος NaviMoon. «Ξεκινήσαμε να εργαζόμαστε πάνω στην ιδέα του εντοπισμού ενός δορυφόρου σεληνιακής απόστασης το 2013 ως επιστημονική πρόκληση», εξηγεί ο Cyril Butyron, πρόεδρος της εταιρείας.

“Ο συνδυασμός των σημάτων Galileo διπλής συχνότητας με αυτά των δορυφόρων GPS είναι αυτό που αρχίζει να το καθιστά δυνατό. Παρά την υψηλή ευαισθησία που απαιτείται, το άλλο μεγάλο πρόβλημα είναι ότι όλοι οι δορυφόροι από τη Σελήνη βρίσκονται στην ίδια στενή γεωμετρία του ουρανό γύρω από τη Γη, η οποία περιστρέφεται περιοδικά μακριά από το οπτικό πεδίο.

Σελήνη - εκεί που δεν έχει ξαναπάει satnav

Τα σήματα του “πλευρικού λοβού” του Galileo. Πίστωση: ESA

Η λύση που έχει βρει το SpacePNT με πάνω από μισό αιώνα σεληνιακής εξερεύνησης. Η εταιρεία εγκατέστησε ένα δυναμικό μοντέλο λογισμικού όλων των δυνάμεων που δρουν στον δορυφόρο στον δέκτη, συμπεριλαμβανομένων των βαρυτικών επιδράσεων της Σελήνης, της Γης, του Ήλιου και των πλανητών καθώς και της πολύ μικρής ώθησης από το ίδιο το ηλιακό φως – πίεση ηλιακής ακτινοβολίας – μαζί με παράγοντες όπως σφάλμα ρολογιού και κατεύθυνση ραδιοφωνικού σήματος. .

Ο Cyril εξηγεί: “Εφόσον αντιμετωπίζουμε μια συγκεκριμένη επιτάχυνση, ο δέκτης μπορεί να κρίνει ότι είναι πολύ πιθανό σε ένα συγκεκριμένο σημείο της τροχιάς του. Ένας δέκτης satnav χρειάζεται συνήθως σήματα από τέσσερις δορυφόρους για να καθορίσει τη θέση του, αλλά με αυτήν την προσέγγιση ακόμη λιγότερα από τέσσερα σήματα εξακολουθούν να είναι επαρκή για χρήσιμες πληροφορίες, οι οποίες περιορίζουν το μοντέλο να μειώσει οποιαδήποτε απόκλιση από το σφάλμα.”

Η European Engineering & Consultancy, EECL, στο Ηνωμένο Βασίλειο έχει αναλάβει να μετατρέψει τη σχεδίαση SpacePNT σε πλήρως ελεγμένο υλικό, καθώς και να σχεδιάσει έναν ενισχυτή χαμηλού θορύβου που κοσκινίζει μέσω του θορύβου για να βελτιώσει τα χρησιμοποιήσιμα σήματα.

«Ο ενισχυτής είναι ένας προηγμένος προσαρμοσμένος μετατροπέας διπλής μετατόπισης που καλύπτει ζώνες satnav διπλής συχνότητας, ρυθμισμένος χειροκίνητα χρησιμοποιώντας τα καλύτερα δυνατά εξαρτήματα και ενσωματώνει τεχνολογία ψύκτρας για περαιτέρω μείωση του ανεπιθύμητου θορύβου», λέει ο Ben Kieniewicz, ιδρυτής της ECCL.

«Εκτός από τη συμβολή σε άλλες πτυχές του σχεδιασμού, κατασκευάσαμε, δοκιμάσαμε και παραδώσαμε τον δέκτη στο SSTL, εκμεταλλευόμενοι την περιοχή συναρμολόγησης και δοκιμών μας που πληροί τις προϋποθέσεις για το διάστημα».

Πίστωση: ESA

Έτοιμο για εκτόξευση στα τέλη του 2024, το Lunar Pathfinder θα παρέχει κοντινές, μακρινές, τροχιακές και πολικές υπηρεσίες για αποστολές που θα εκτοξευθούν τα επόμενα χρόνια, θέτοντας τα θεμέλια για έναν αστερισμό ολοκληρωμένων δορυφόρων τηλεπικοινωνιών και πλοήγησης γύρω από τη Σελήνη .

«Η Πρωτοβουλία Moonlight προτείνει μια αρχική τοποθέτηση τριών έως τεσσάρων δορυφόρων σε σεληνιακή τροχιά, παρέχοντας τουλάχιστον πέντε συνεχόμενες ώρες υπηρεσίας ανά 24ωρο, εστιάζοντας στον σεληνιακό νότιο πόλο όπου οι περισσότερες αποστολές προγραμματίζονται προσωρινά», προσθέτει ο Javier. “Το σύστημά μας έχει σχεδιαστεί για να είναι επεκτάσιμο και η ιδέα είναι να επεκτείνουμε σταδιακά τον αστερισμό, πιθανότατα να περιλαμβάνει και επιφανειακά φάρους στη Σελήνη. Αυτό θα επιτρέψει την πλήρη κάλυψη σε όλη την επιφάνεια της Σελήνης, μεγαλύτερη διαθεσιμότητα και εξαιρετική ακρίβεια – μια μεγάλη ευκαιρία για την Ευρώπη .”


Το Galileo Lunar Pathfinder θα βοηθήσει στον περίπλου του φεγγαριού


το απόσπασμα: Moon, Where No Satnav Has Want Before (2022, 20 Απριλίου) Ανακτήθηκε στις 21 Απριλίου 2022 από https://phys.org/news/2022-04-moon-satnav.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη συναλλαγή για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν επιτρέπεται να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Ο John DenBoer αποκαλύπτει πρώιμα προειδοποιητικά σημάδια άνοιας και Αλτσχάιμερ

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *