Астронавтите ще могат да използват земната GPS навигация и на Луната

6
708

Космическата програма Артемида на НАСА предвижда изпращането на първата жена на Луната, както и втория мъж, като това трябва да стане до 2024 година. Артемида трябва да стане началото на изграждането на постоянно обитавана база на Луната и фундамент за усвояването на Марс.

И ако астронавтите от проекта Артемида наистина кацнат на Луната, ще имат много работа. На първо време тяхната основна цел ще бъде изучаването и разглеждането на възможността за добив на лед от кратерите близо до южния лунен полюс. Това може да даде не само жизнено необходимата вода, но и гориво и кислород, понеже H2O при хидролиза се превръща в H (водород) и O2 (кислород).

При една подобна мисия е абсолютно необходима точна навигация. Без навигация с висока точност няма как бързо да се достигне до необходимите кратери, вече открити от различните роботизирани сонди в орбита около естествения спътник на Земята. Астронавтите ще трябва да намерят и оборудването и транспорта, предварително изпратени на Луната. В Аполо мисиите това не бе толкова важно, понеже астронавтите не се отдалечаваха особено много от спускаемия модул. Но сега не може да се мине без точна навигация.

Тук, на Земята, за постигане на точно позициониране използваме сателитни системи, като например GPS и GLONASS. Техният принцип на работа не е особено сложен – измерва се времето, което е необходимо на сигнала, за да измине разстоянието между сателита и приемника. Излъчването на единия от тези сателити образува една хипотетична сфера, в центъра на която е разположен сателитът, и на повърхността на която се намира приемникът. За получаването на географските ширина и дължина е достатъчно пресичането на три сфери – тоест, това са три сателита. А четвърти сателит ни дава височината над морското равнище. Или с други думи, за точна геолокация е необходимо вашият смартфон да приема сигналите на не по-малко от 4 навигационни сателита.

Добре, със Земята всичко е ясно. А дали не може същата система да се използва и на Луната? И дори да се използват вече съществуващите земни геолокационни сателити? Кар Мин Ченг и Чарлз Ли от Лабораторията за реактивно движение на НАСА в Калифорния направиха необходимите пресмятания и заявиха, че да: сигналите от земните навигационни сателити, намиращи се в орбита на височина 20 000 км от Земята, могат да се използват за определяне местоположението на астронавтите на Луната и в орбита около Луната, на разстояние около 385 000 км от Земята. Специалистите представиха своите резултати по време на конференцията IEEE Aerospace Conference, която преди няколко дни се състоя в Монтана.

„Ние считаме, че можем да използваме GPS системата и на Луната, което е особено важно във връзка с планираните космически мисии за следващите няколко години“ – каза Ченг. „Ние трябва да разполагаме с подходяща инфраструктура за позициониране на астронавтите“.

Ченг и Ли изградиха виртуална система, използваща математически точни модели на орбитите на GPS навигационните сателити. Тази система включва сателитите от GPS, от руската GLONASS и от европейската Галилео – общо 81 сателита. Но има един сериозен проблем – тази сателити използват антени, които са насочени към Земята.

Но все пак част от тези сигнали се излъчва в космоса. Според специалистите, тези сигнали са достатъчно силни, за да могат да се приемат от борда на космически кораб в орбита около Луната, от компактен приемник с неособено големи размери. Ченг, Ли и техният екип пресметнаха, че космически кораб в лунна орбита може да улавя сигналите на от пет до тринадесет сателита във всеки един момент. Това е достатъчно, за да се осигури геолокация с точност 200-300 метра.

Причината за неособено високата точност е ясна – голямото разстояние до Земята – почти 20 пъти по-голямо от това на сателитите до Земята. Но главният проблем на този подход е друг – този начин за геолокация не е подходящ за полярните области на Луната. Причината е, че в тези региони Земята е твърде ниско над хоризонта и сигналите на сателитите се блокират от хълмовете и краищата на кратерите.

Но екипът на Ли и Ченг, както и техните колеги от центъра за космически полети Годард в Мериленд са решили и този проблем. За да помогнат на астронавтите, учените предложиха използването на сателити-предаватели, които се намират много по-близо и се използват като ориентири. В началото са достатъчни само два – един ретранслатор на висока лунна орбита, който работи като базов излъчвател, а вторият може да бъде сондата Lunar Reconnaissance Orbiter на НАСА, която от 2009 година провежда изследвания на Луната.

Тази мини сателитна мрежа няма да е скъпа според мащабите на космическите програми. Сателитът-ретранслатор може да е съвсем малък и да има подобна на GPS сателитите конструкция. Той може да бъде изпратен в лунна орбита с ракетата, която ще транспортира техника и провизии за астронавтите.

Първоначално ръководството на НАСА искаше да бъде изградена лунната космическа станция Gateway, която може значително да опрости бъдещите лунни мисии. Но Белият Дом е категоричен и иска да види американски астронавти на повърхността на Луната през 2024 година. Явно изграждането на станцията Gateway ще бъде отложено за края на десетилетието.

Учените са на мнение, че предварителното осигуряване на лунна навигация ще бъде полезно независимо кога ще бъдат направени следващите полети до Луната.

„Това може да се направи и е само въпрос на пари.“ – каза още Ченг.

0 0 гласа
Оценете статията
Абонирай се
Извести ме за
guest
6 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари