La luna non ha un sistema di posizionamento globale (GPS). La NASA e l’Agenzia spaziale europea stanno cercando di risolverlo.

• Dozzine di missioni lunari sono previste nel prossimo decennio.
• Ma al momento non esiste un sistema di navigazione satellitare tra la Terra e la Luna.
• La NASA e l’Agenzia spaziale europea stanno sviluppando modi per aiutare i razzi a navigare autonomamente verso la luna.

quando nasa La missione Artemis 1 ha girato con successo intorno alla Luna a novembreHa mostrato al mondo che gli umani stanno tornando indietro.

La NASA e l’Agenzia spaziale europea mirano a Metti le scarpe sulla luna entro il 2025 e creare un Una base lunare permanente vi orbiterà attorno per i prossimi due anni. Cina e Russia stanno anche lavorando insieme per creare una base lunare separata, Con un atterraggio con equipaggio previsto per il 2036.

Ma in questo momento, non c’è il GPS per portarci lì. Gli astronauti non possono navigare autonomamente nello spazio profondo e ogni missione si basa su ingegneri esperti che dirigono costantemente le missioni dalla Terra.

Questo diventa rapidamente insostenibile man mano che le missioni vanno avanti e indietro.

Le agenzie spaziali stanno lavorando per installare un sistema di navigazione satellitare, o navigatore satellitare, sui razzi che viaggiano nello spazio 239.000 miglia tra la Terra e la Luna. Stanno anche progettando di costruire una rete di mobilità completamente nuova Di Luna. Ecco come.

Il modo in cui le agenzie spaziali navigano oggi è ingombrante e costoso

Oggi, l’unico modo per andare dal punto A al punto B nello spazio è eseguire calcoli complessi basati sulla fisica, personalizzati per ogni missione.

Mentre la navicella si muove nello spazio, l’unico punto di riferimento è la Terra. Quindi deve inviare un segnale alla Terra per capire dove si trova, il che significa enormi punti ciechi.

La NASA ha completamente perso il contatto con Orioneil veicolo spaziale utilizzato nella missione Artemis 1, quando È andato dietro alla luna. Per qualche minuto, tutto ciò che gli ingegneri poterono fare fu trattenere il respiro e sperare di vedere la navicella emergere indenne dall’altra parte.

Questo richiede molte risorse ed è costoso, ha affermato Javier Ventura Travisette, ingegnere capo presso il Galileo Navigation Science Office dell’Agenzia spaziale europea. (Governo degli Stati Uniti amministrato GPS; Galileo È la versione europea.)

Ciò di cui ha bisogno l’esplorazione spaziale ora è un modo per i veicoli spaziali di triangolare la loro posizione dallo spazio, in modo che possano navigare in modo indipendente senza input dalla Terra.

Usare i satelliti della Terra può aiutare ad andare sulla luna

Sorprendentemente, il modo più economico per portare un satellite nello spazio profondo è sfruttare i satelliti attorno alla Terra, Elizabeth Rooney, Senior Ingegnere per Surrey Satellite Technology Ltddisse dall’interno. L’azienda collabora con l’Agenzia spaziale europea per sviluppare l’astronautica nello spazio.

Ci sono alcuni grossi problemi con questo approccio. Il principale è che questi satelliti puntano verso la Terra.

Ciò significa che la maggior parte del segnale satellitare è bloccata e solo una piccola parte viene scaricata. La parte che fuoriesce è molto più debole del segnale principale e diventa più debole più lontano dal suolo.

Date tutte queste limitazioni, sembrerebbe impossibile utilizzare questo segnale per navigare verso la Luna. Ma gli ingegneri hanno impiegato decenni a sviluppare rivelatori sensibili in grado di sfruttare quel segnale dallo spazio profondo.

E ci sono riusciti.

Nel 2019, quattro satelliti sono stati in grado di determinare la loro posizione nello spazio utilizzando i segnali dei satelliti GPS (Global Positioning System) della Terra.

Lei era 116.300 miglia – circa a metà strada dalla luna, ha detto Ventura-Traveset.

Abbiamo davvero bisogno di un modo per andare sulla luna in modo indipendente

Le prossime frontiere rilevano quel segnale nell’altra metà del viaggio. Ma Ventura-Traveset è fiducioso.

L’Agenzia spaziale europea (ESA) e la NASA stanno migliorando i loro rilevatori in grado di captare i segnali dai satelliti terrestri e si stanno preparando a testarli nelle prossime missioni lunari.

Ricevitore ESA, chiamato Luna marinadovrebbe essere lanciato a bordo del satellite Lunar Pathfinder Nel 2025 o nel 2026. L’Agenzia spaziale europea si aspetta che NaviMoon sia in grado di localizzare il satellite con una precisione di circa 60 metri (circa 200 piedi), ha affermato Ventura-Traveset.

La speranza, ha detto, è che grazie a questo rivelatore il satellite sia in grado di navigare autonomamente intorno alla luna. È anche molto leggero, circa 4 chilogrammi (8 libbre) in tutto, e può sostituire molte delle attrezzature pesanti su un veicolo spaziale.

La NASA sta anche lavorando su rivelatori che sono stati sviluppati in collaborazione con l’Agenzia Spaziale Italiana. Mirano a lanciare il primo di questi ricevitori sulla superficie lunare nel 2024 Come parte di un esperimento con ricevitore GNSS sulla superficie lunare.

C’è “una specie di gara competitiva amichevole” tra l’Agenzia spaziale europea e la NASA per portare il segnale satellitare terrestre sulla luna, James Joseph “JJ” Miller, vicedirettore per la politica e le comunicazioni strategiche nel programma di comunicazioni e navigazione spaziale presso Quartier generale della NASA, ha detto l’insider in un’intervista.

Miller ha affermato che molti altri paesi stanno iniziando a cercare di investire nella tecnologia di navigazione nello spazio profondo.

“Tutti si sono resi conto che si tratta di un utente emergente che non se ne andrà e che dobbiamo effettivamente preparare e rendere lo spazio lunare della CSI, e tutto lo spazio tra la Terra e la Luna, robusto e affidabile come possibile con questi segnali.”

Alla fine, avremo bisogno di una rete di navigazione satellitare Di Luna

Il segnale dei satelliti terrestri potrebbe trasmettere il veicolo spaziale alla Luna, ma una volta in superficie il segnale non è molto utile.

A questo punto, questi segnali possono raggiungere solo ciò che è visibile dalla Terra, quindi il lato oscuro dei poli della luna e della luna è off limits.

Quindi il piano è quello di dare alla luna la propria flotta di satelliti per comunicazioni e navigazione, che si chiamano Iniziativa al chiaro di luna. Il primo nodo su Moonlight sarà il satellite Pathfinder della NASA.

Ventura-Traveset ha affermato che l’Agenzia spaziale europea mira a testare l’infrastruttura di base per Moonlight entro il 2027 e un’infrastruttura più estesa entro il 2030.

La NASA sta anche costruendo una propria rete chiamata Rete Luna. Agenzia della NASA Cancellouna stazione spaziale che l’agenzia intende inviare in orbita lunare, sarà un altro nodo della rete.

“Prevediamo una sorta di architettura che includa i satelliti della NASA e dell’ESA che lavorano insieme”, ha affermato Miller della NASA.

I coloni sulla luna avranno bisogno di Internet ad alta velocità

C’è un lato più commerciale nel riportare gli umani sulla luna. A lungo termine, i coloni sulla luna dovranno allestire un campo in modo da poter estrarre minerali e acqua, che possono essere utilizzati per alimentare i razzi diretti su Marte.

Ventura-Traveset ha affermato che i visitatori della Luna dovranno essere in grado di comunicare con la Terra, parlarsi in modo efficace e divertirsi.

Ventura Travisit ha affermato che i coloni sulla luna possono accedere a Internet ad alta velocità, videoconferenze con i propri cari sulla Terra, trasmettere spettacoli e creare i propri contenuti dallo spazio.

“Non credo che nessuno sosterrebbe che non è così che stiamo andando”, ha detto Ventura Travist.