Europeiska rymdorganisationen (ESA) planerar att använda sitt framtida uppdrag Lunar Pathfinder för experiment med utbyggnad av satellitnavigering på månen. Målet är att ge mer exakta bestämningar av platsen för rymdfarkoster i månens omloppsbana med hjälp av radiosignaler från Galileo- och GPS-satellitgrupperna.
Satellitnavigering har blivit ett vardagsfenomen, även om det vid en tidpunkt gjorde en revolution. För närvarande tas omedelbar plats för givet. Men även om tekniken är baserad på de växande konstellationerna av allt mer komplexa satelliter som omger planeten, är den för närvarande begränsad till jorden.
Även om ett antal länder utvecklar program för att intensifiera månutforskningen skulle ett satellitnavigeringssystem runt månen vara mycket användbart, men det skulle också vara förbluffande dyrt att installera. Kanske kommer något som Galileo eller GPS att dyka upp någon gång, men ESA letar efter sätt att använda befintliga satellitnavigeringssystem för jorden för månuppdrag.
Idag måste månuppdrag förlita sig på spårningsstationer på jorden för att bestämma sin plats med hjälp av mätningar av avstånd och vinkel, men detta är inte särskilt exakt och har endast begränsade möjligheter. De bogserar kretsande rymdfarkoster, ändrar sina banor, så exakt navigering är mycket viktigt.
Problemet är att Galileo inte särskilt lämplig för att arbeta med månen. Inte bara strålar dess radiosignaler till jorden, konstellationen kretsar omkring 23 222 km över jorden. Men 2019 kunde NASA:s Magnetospheric Multilevel Mission bestämma sin omloppsbana med hjälp av GPS-signaler när den var på ett avstånd av 187 166 km, nästan halva avståndet från jorden till månen. Detta bevisade att även om mycket av energin som utstrålas av satellitnavigeringsantenner riktas tillbaka till jorden, skulle signalen som utstrålas i sidled vara tillräcklig för att användas i rymden med en tillräckligt stark antenn.
Kommunikationssatelliten Lunar Pathfinder, som kommer att skjutas upp 2023, utvecklas som en del av ett offentlig-privat partnerskap. Hans experimentsystem kommer att använda en högförstärkningsantenn placerad på "sidoloberna" på Galileo- och GPS-satelliterna. Detta gör att den mycket känsliga mottagaren kan fånga upp satellitnavigeringssignaler som är miljontals gånger svagare än de som tas emot på jorden.
Enligt ESA kommer Lunar Pathfinder att kunna bestämma sin plats med en noggrannhet på 100 m samtidigt som den kretsar runt månen i en mycket stabil bana. Den största utmaningen kommer att vara att använda satellitnavigeringssystem, även om signalerna kommer från ett litet område på himlen.
ESA säger att man under det kommande decenniet planerar att utöka utbudet av satellitnavigering runt månen och till och med på månen, och om den lyckas kommer den nya tekniken att kunna användas inte bara för navigering i rymden, utan också för vetenskaplig syften.
Läs också:
- ESA-NASA Solar Orbiter gjorde sin första förbiflygning av Venus
- ESA:s Ariel-uppdrag går från plan till verklighet