سامانه ناوبری جی‌پی‌اس به ماه می‌رسد

به تازگی رکورد استفاده از سامانه ناوبری جی‌پی‌اس در ارتفاع‌های بالا و مسافت‌های دور از زمین شکسته شد. چهار فضاپیمای مأموریت ام‌ام‌اس (MMS سرواژه Magnetospheric Multiscale به معنی چندوجهی مگنتوسفری) متعلق به سازمان ناسا (NASA) در فوریه ۲۰۱۹ با مانورهای مداری در نقطه اوج به ارتفاع بیش از ۱۸۷ هزار کیلومتری از زمین رسید و در آن ارتفاع نیز سیگنال جی‌پی‌اس را با قدرتی کافی برای ناوبری دریافت کرده است. این مسافت تقریبا نصف فاصله تا ماه است. این موفقیت نشان می‌دهد که امکان استفاده از جی‌پی‌اس برای ناوبری در مدار ماه نیز ممکن است به زودی فراهم شود.

مأموریت ام‌ام‌اس برای بررسی پدیده باز اتصال مغناطیسی در میدان مغناطیسی زمین از چهار فضاپیمای مشابه که در رئوس یک چهار وجهی قرارگرفته‌اند استفاده می‌کند. برای انجام اندازه‌گیری‌های خاص این چهار فضاپیما باید موقعیت دقیق خود را نسبیت به یکدیگر در رئوس چهار وجهی حفظ کنند و به همین دلیل این مأموریت نیازمند استفاده از سامانه ناوبری دقیق است. به گفته مدیر دینامیک پرواز مأموریت ام‌ام‌اس در مرکز پروازهای فضایی گودارد ناسا (Goddard Space Flight Center)، در هنگام آغاز این مأموریت تصور نمی‌شده است که جی‌پی‌اس در چنین ارتفاع بالایی کاملا قابل‌اطمینان باشد. البته امکان استفاده مأموریت ام‌ام‌اس از ناوبری جی‌پی‌اس با دریافت‌کننده خاص آن به نام Navigator GPS Receiver که در مرکز گودارد طراحی شده‌اند فراهم شده است. این دریافت‌کننده ضمن مقاومت در برابر محیط پر تشعشع مغناط‌کره، توانایی تشخیص سیگنال‌های ضعیف جی‌پی‌اس را نیز دارد.

پوشش سامانه جی‌پی‌اس در ارتفاع‌های بالا با لوب‌های جانبی آنتن‌ ماهواره‌های آن فراهم می‌شود. مهندسان مخابرات معمولا این لوب‌های جانبی را انرژی تلف‌شده در نظر می‌گیرند اما واقعیت آن است که ماهواره‌هایی در ارتفاع بالا می‌توانند از این سیگنال‌ها استفاده کنند. پیش‌‌ از انجام مأموریت ام‌ام‌اس مهندسان حد بالای استفاده از سامانه ناوبری جی‌پی‌اس را در فضا حدود ۳۵ هزار کیلومتری یا همان ارتفاع ماهواره‌ها در مدار زمین ثابت در نظر می‌گرفتند. مأموریت ام‌ام‌اس پیش‌تر در سال‌های ۲۰۱۶ و ۲۰۱۷ نیز رکورد ارتفاع استفاده از سامانه ‌جی‌پی‌اس برای ناوبری را شکسته بود و اکنون رکورد‌های قبلی خود را بهبود داده است.

سازمان ناسا در حال بررسی امکان استفاده از سامانه ناوبری جی‌پی‌اس در مسافت‌های دورتر است. متخصصان ناوبری سازمان ناسا شبیه‌سازی‌هایی انجام داده‌اند که نشان می‌دهد با بهره‌گیری از سامانه ناوبری ماهواره‌ای جهانی یا جی‌ان‌اس‌اس (GNSS) که از به هم پیوستن همه منظومه‌های ناوبری جهان تشکیل می‌شود، می‌توان برای ناوبری قابل اطمینان در مدار ماه نیز استفاده کرد.