ناسا و آژانس فضایی ایتالیا برای نخستین بار موفق به دریافت و ردیابی سیگنالهای GNSS در سطح ماه شدهاند؛ این دستاورد از طریق آزمایش گیرنده GNSS قمری یا LuGRE به دست آمده و نشاندهنده این است که فناوری ناوبری مبتنی بر زمین میتواند به اعماق فضا نیز گسترش یابد و به فضاپیماها اجازه دهد که بهصورت مستقل موقعیت خود را در ماموریتهای آینده، از جمله برنامه آرتمیس تعیین کنند.
تاثیر این دستاورد بر ماموریتهای آرتمیس
ناسا و آژانس فضایی ایتالیا (Italian Space Agency) موفق به ثبت نقطه عطفی در علم ناوبری فضایی شدند. آزمایش LuGRE به عنوان نخستین فناوری در نوع خود، موفق به دریافت و ردیابی سیگنالهای GNSS در سطح ماه شد. این موفقیت نشان میدهد که سامانههای موقعیتیابی جهانی مانند GPS و گالیله میتوانند در فاصلهای بالغ بر ۳۶۰ هزار کیلومتر از زمین نیز به کار گرفته شوند.
ناسا به دنبال راهکارهایی برای کاهش وابستگی به کنترلهای زمینی و افزایش خودمختاری فضاپیماها در اکتشافات آینده در ماه است. این کشف که در ابتدا در مدار ماه و سپس در سطح آن مورد آزمایش قرار گرفت، بستر لازم برای توسعه سامانههای ناوبری پیشرفتهتر را فراهم میآورد؛ این فناوری نهتنها مسیر ماموریتهای آینده را در ماه هموار میسازد، بلکه میتواند زمینهساز استفاده از سامانههای ناوبری خودکار در مریخ و دیگر ماموریتهای اعماق فضا باشد.
کوین کاگینز (Kevin Cagins)، معاون برنامه ارتباطات و ناوبری فضایی ناسا (SCaN)، درباره این موفقیت میگوید: «در زمین، ما از سیگنالهای GNSS برای ناوبری در دستگاههای مختلف، از تلفنهای همراه تا هواپیماها، استفاده میکنیم. اکنون LuGRE نشان داده که میتوان این سیگنالها را در ماه نیز دریافت و ردیابی کرد. این یک کشف عجیب برای ناوبری قمری برای بهرهبرداری ماموریتهای آینده بهرهبرداری است.»
این موفقیت از ۲مارس آغاز شد، زمانی که کاوشگر بلو گوست (Blue Ghost) متعلق به شرکت آمریکایی فایرفلای اسپیس (Firefly Aerospace) در سطح ماه فرود آمد و آزمایش LuGRE را همراه با ۹ محموله علمی دیگر ناسا حمل کرد. پس از فرود، مرکز فضایی گادرد ناسا (Goddard Space Flight Center) در مریلند عملیات بررسی LuGRE را آغاز کرد. تیم علمی مشتاقانه منتظر دریافت دادهها بودند تا مشخص شود که آیا این سامانه قادر به دریافت و پردازش سیگنالهای GNSS در شرایط دشوار سطح ماه خواهد بود یا خیر.
اولین موقعیتیابی GNSS در ماه
در تاریخ ۳مارس، LuGRE توانست برای نخستین بار سیگنالهای GNSS را در سطح ماه دریافت کند و موقعیتیابی دقیقی انجام دهد. این رخداد که در فاصله ۲۲۵ هزار مایلی از زمین صورت گرفت، یک جهش بزرگ در فناوری ناوبری فضایی به شمار میرود.
بلو گوست قرار است به مدت ۱۴ روز در ماه فعالیت کند و به ناسا و آژانس فضایی ایتالیا این امکان را میدهد تا دادههای مهمی را بهصورت تقریبا مداوم جمعآوری کنند. این نهتنها اولین آزمایش موفق GNSS در سطح ماه بود، بلکه نخستین سختافزار ساخته شده توسط آژانس فضایی ایتالیا میباشد که به ماه رسیده است.
این گیرنده GNSS پیش از رسیدن به ماه نیز رکوردهای جدیدی را ثبت کرد:
در ۲۱ژانویه، LuGRE توانست در فاصله ۳۳۷ هزار کیلومتری زمین، سیگنال GNSS را دریافت کرده و رکورد بالاترین ارتفاع دریافت این سیگنالها را که پیش از این در اختیار ماموریت MMS ناسا بود، بشکند. در ۲۰فوریه، هنگامی که LuGRE به مدار ماه رسید، این رکورد به ۳۹۱ هزار کیلومتری زمین افزایش یافت. این موفقیت نشان میدهد که ماموریتهای واقع در فضای میانقمری، یعنی منطقهای میان زمین و ماه، میتوانند از سیگنالهای GNSS برای تعیین موقعیت و ناوبری استفاده کنند.
در حال حاضر، مهندسان ناسا برای موقعیتیابی فضاپیماها به حسگرهای داخلی و سیگنالهای ارسالشده از ایستگاههای زمینی متکی هستند، اما آزمایش LuGRE نشان داده که فضاپیماها میتوانند بدون نیاز به اپراتورهای زمینی و بهصورت کاملا خودکار از سیگنالهای GNSS برای ناوبری استفاده کنند؛ این امر نهتنها وابستگی به ایستگاههای زمینی را کاهش میدهد، بلکه امکان اجرای ماموریتهای طولانیمدت در ماه، مریخ و اعماق فضا را تسهیل میکند.
آزمایش گیرنده GNSS قمری حاصل یک همکاری بینالمللی است که توسط مرکز فضایی گادرد ناسا، آژانس فضایی ایتالیا، شرکت ایتالیایی (Qascom) و دانشگاه پلیتکنیک تورین ایتالیا توسعه یافته است. این پروژه تحت نظارت و با تامین مالی برنامه ارتباطات و ناوبری فضایی (SCaN) ناسا انجام شده و به عنوان یکی از ۱۰ محموله تحقیقاتی و فناوری توسط شرکت فایرفلای اسپیس در قالب برنامه خدمات بار تجاری قمری (CLPS) ناسا به ماه ارسال شد.
موفقیت LuGRE نشان میدهد که ناوبری فضایی میتواند وارد مرحلهای جدید از خودمختاری شود؛ این فناوری میتواند نهتنها در ماموریتهای آینده آرتمیس، بلکه در کاوشهای میانسیارهای و حتی ماموریتهای مریخی مورد استفاده قرار گیرد. اگرچه این تنها گام اول در مسیر توسعه سامانههای ناوبری فضایی پیشرفته محسوب میشود، اما بدون شک یکی از مهمترین پیشرفتها در علم فضانوردی است که میتواند دروازههای جدیدی به روی اکتشافات فضایی بگشاید.