enero 28, 2023

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La luna no tiene un sistema de posicionamiento global (GPS). La NASA y la Agencia Espacial Europea están tratando de arreglar eso.

  • Se planean docenas de misiones lunares durante la próxima década.
  • Pero en la actualidad, no existe un sistema de navegación por satélite entre la Tierra y la Luna.
  • La NASA y la Agencia Espacial Europea están desarrollando formas de ayudar a los cohetes a navegar a la luna de forma autónoma.

cuando la nasa La misión Artemis 1 dio la vuelta a la Luna con éxito en noviembreLe mostró al mundo que los humanos están de regreso.

La NASA y la Agencia Espacial Europea tienen como objetivo Ponte zapatos en la luna para 2025 y crear un Una base lunar permanente lo orbitará durante los próximos dos años.. China y Rusia también están trabajando juntas para crear una base lunar separada, Con un aterrizaje tripulado previsto para 2036.

Pero en este momento, no hay GPS para llevarnos allí. Los astronautas no pueden navegar de forma autónoma en el espacio profundo, y cada misión depende de ingenieros capacitados por expertos que dirigen constantemente las misiones desde la Tierra.

Esto rápidamente se vuelve insostenible a medida que las misiones van y vienen.

Las agencias espaciales están trabajando para poner un sistema de navegación por satélite, o satnav, en cohetes que viajan en el espacio. 239,000 millas entre la Tierra y la Luna. También están planeando construir una red de movilidad completamente nueva. Sobre Luna. Así es cómo.

La forma en que las agencias espaciales navegan hoy es engorrosa y costosa

El personal del Apolo 11 ve el despegue en el Centro de Control de Lanzamiento

Se necesitaron cientos de personas para ayudar a los cohetes de la misión Apolo a navegar hacia la luna. Aquí, los empleados del Apolo 11 observan su lanzamiento el 16 de julio de 1969.

NASA



Hoy en día, la única forma de llegar del punto A al punto B en el espacio es realizar cálculos complejos basados ​​en la física, personalizados para cada misión.

A medida que la nave espacial se mueve por el espacio, el único punto de referencia es la Tierra. Por lo tanto, necesita enviar una señal a la Tierra para comprender dónde está, lo que significa enormes puntos ciegos.

La NASA ha perdido completamente el contacto con Oriónla nave espacial utilizada en la misión Artemis 1, cuando fue tras la luna. Durante unos minutos, todo lo que los ingenieros pudieron hacer fue contener la respiración y esperar que la nave espacial emergiera ilesa del otro lado.

Esto requiere muchos recursos y es costoso, dijo Javier Ventura Travisette, ingeniero jefe de la Oficina de Ciencias de la Navegación Galileo de la Agencia Espacial Europea. (Administrado por el gobierno de los Estados Unidos GPS; galileo Es la versión europea.)

Lo que la exploración espacial necesita ahora es una forma en que las naves espaciales triangulen su posición desde el espacio, para que puedan navegar de forma independiente sin la intervención de la Tierra.

Usar los satélites de la Tierra puede ayudar a ir a la Luna

Sorprendentemente, la forma más económica de llevar un satélite al espacio profundo es aprovechar los satélites alrededor de la Tierra, Elizabeth Rooney, Senior Ingeniero de Surrey Satellite Technology Ltddijo desde adentro. La empresa trabaja con la Agencia Espacial Europea para desarrollar la astronáutica en el espacio.

Hay algunos problemas importantes con este enfoque. La principal es que estos satélites apuntan a la Tierra.

Esto significa que la mayor parte de la señal del satélite se bloquea y solo se desvía una pequeña parte. La parte que se está derramando es mucho más débil que la señal principal y se vuelve más débil a medida que se aleja del suelo.

La infografía muestra qué parte de la señal GNSS principal está bloqueada por la Tierra.

Más allá de la periferia inmediata de la Tierra, que aquí se llama el volumen del servicio espacial, gran parte de la señal que proviene de los satélites de navegación de la Tierra (aquí llamados satélites GNSS, para el Sistema de Satélites de Navegación Global) es bloqueada por la Tierra.

NASA



Dadas todas estas limitaciones, parecería que usar esta señal para navegar a la Luna sería imposible. Pero los ingenieros han pasado décadas desarrollando detectores sensibles que pueden aprovechar esa señal del espacio profundo.

Y lo consiguieron.

En 2019, cuatro satélites pudieron determinar su posición en el espacio utilizando señales de los satélites del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) de la Tierra.

Ella estaba 116,300 millas — aproximadamente a la mitad del camino hacia la luna, dijo Ventura-Traveset.

Realmente necesitamos una forma de ir a la luna de forma independiente.

Las próximas fronteras detectan esa señal en la otra mitad del viaje. Pero Ventura-Traveset tiene confianza.

La Agencia Espacial Europea (ESA) y la NASA están mejorando sus detectores que pueden aprovechar las señales de los satélites de la Tierra y se están preparando para probarlos en las próximas misiones lunares.

Un diagrama muestra la primera fase de la Iniciativa Moonlight de la Agencia Espacial Europea.

Como parte de la iniciativa de la Agencia Espacial Europea, se instalará un detector en un satélite que orbita alrededor de la Luna, llamado Lunar Pathfinder, para ver si puede navegar de forma autónoma.

ESA-K Oldemburgo / Insider



receptor ESA, llamado luna azul marinoestá programado para ser lanzado a bordo del satélite Lunar Pathfinder En 2025 o 2026. La Agencia Espacial Europea espera que NaviMoon pueda localizar el satélite con una precisión de unos 60 metros (unos 200 pies), dijo Ventura-Traveset.

La esperanza, dijo, es que gracias a este detector, el satélite debería poder navegar de forma independiente alrededor de la luna. También es muy liviano, alrededor de 4 kilogramos (8 libras) en total, y puede reemplazar gran parte del equipo pesado en una nave espacial.

La imagen muestra el componente receptor del Navimoon de la Agencia Espacial Europea.

Se está probando el receptor de navegación por satélite NaviMoon.

SSTL



La NASA también está trabajando en detectores que se desarrollaron en colaboración con la Agencia Espacial Italiana. Pretenden lanzar el primero de estos receptores en la superficie lunar en 2024 Como parte de un experimento de receptor GNSS en la superficie lunar.

Hay “un poco de carrera competitiva amistosa” entre la Agencia Espacial Europea y la NASA para llevar la señal de navegación satelital de la Tierra a la luna, James Joseph “JJ” Miller, subdirector de políticas y comunicaciones estratégicas en el Programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales en Sede de la NASA, le dijo a la fuente en una entrevista.

Miller dijo que muchos otros países están comenzando a buscar invertir en tecnología de navegación en el espacio profundo.

“Todos se han dado cuenta de que este es un usuario emergente que no va a desaparecer, y que en realidad tenemos que preparar y hacer que el espacio lunar de la CEI, y todo el espacio entre la Tierra y la Luna, sea lo más robusto y confiable posible”. posible con estas señales”.

En última instancia, necesitaremos una red de navegación por satélite Sobre Luna

Un gráfico que muestra cómo funcionará la Iniciativa Moonlight de la Agencia Espacial Europea

En la Fase II de Moonlight de la Agencia Espacial Europea, una red de satélites debería ayudar a localizar naves espaciales en la superficie.

ESA-K Oldemburgo / Insider



La señal de los satélites de la Tierra podría transmitir la nave espacial a la Luna, pero una vez en la superficie, la señal no es muy útil.

En este punto, estas señales solo pueden alcanzar lo que es visible desde la Tierra, por lo que el lado oscuro de los polos de la luna y la luna está fuera de los límites.

Entonces, el plan es darle a la luna su propia flota de satélites de comunicaciones y navegación, que se llaman Iniciativa Luz de Luna. El primer nodo en Moonlight será el satélite Pathfinder de la NASA.

Ventura-Traveset dijo que la Agencia Espacial Europea tiene como objetivo probar la infraestructura básica para Moonlight para 2027 y una infraestructura más extensa para 2030.

La NASA también está construyendo su propia red llamada red luna. agencia de la nasa Puertauna estación espacial que la agencia pretende poner en órbita lunar, será otro nodo de la red.

“Visualizamos un tipo de arquitectura que incluye los satélites de la NASA y la ESA trabajando juntos”, dijo Miller de la NASA.

Los colonos lunares necesitarán internet de alta velocidad

La ilustración muestra un satélite y la Tierra reflejada en el visor o un astronauta lunar futurista.

Los satélites podrían ayudar a los futuros astronautas lunares a navegar por la luna, como lo demuestra la impresión de este artista.

ESA



Hay un lado más comercial en el regreso de los humanos a la luna. A largo plazo, los colonos en la luna deberán establecer un campamento para poder extraer minerales y agua, que se pueden usar para alimentar cohetes en su camino a Marte.

Ventura-Traveset dijo que los visitantes de la Luna deberán poder comunicarse con la Tierra, hablar entre ellos de manera efectiva y divertirse.

Ventura Travisit dijo que los colonos en la luna pueden acceder a Internet de alta velocidad, realizar videoconferencias con sus seres queridos en la Tierra, transmitir actuaciones y crear su propio contenido desde el espacio.

“No creo que nadie argumente que esa no es la forma en que vamos”, dijo Ventura Travist.

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