ستقوم Lunar Pathfinder بنقل الاتصالات من المهمات المدارية والسطحية. الائتمان: SSTL
تم تسليم النسخة التجريبية لجهاز استقبال الملاحة عبر الأقمار الصناعية الفريد من أجل اختبارات التكامل على المركبة الفضائية لونار باثفايندر. تم تصميم جهاز الاستقبال NaviMoon للملاحة عبر الأقمار الصناعية لأداء أقصى تصحيح لتحديد المواقع من الأرض ، باستخدام إشارات ستكون أضعف بملايين المرات من تلك التي تستخدمها هواتفنا الذكية أو سياراتنا.
يوضح Javier Ventura: “هذا النموذج الهندسي لجهاز الاستقبال NaviMoon هو أول قطعة من الأجهزة يتم إنتاجها كجزء من مبادرة ضوء القمر التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية لتطوير خدمات اتصالات وملاحة مخصصة للقمر”. – ترافيسيت ، رئيس مكتب الملاحة في وكالة الفضاء الأوروبية علوم. وإدارة جميع أنشطة الملاحة القمرية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية.
“ستنطلق على متن مهمة Lunar Pathfinder في مدار حول القمر ، ومن هناك ستجري أكبر مسح لتحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية على الإطلاق ، على مسافة تزيد عن 400000 كيلومتر بدقة تقل عن 100 متر. وهذا يمثل تحديًا هندسيًا غير عادي ، لأنه عند هذه المسافة ، فإن إشارات Galileo و GPS الضعيفة التي يستخدمها لن تكون قابلة للتمييز عن ضوضاء الخلفية. وسيشمل هذا العرض التوضيحي نقلة نوعية حقيقية للملاحة في مدار القمر.
يتم بناء Lunar Pathfinder بحجم الغسالة كجزء من مهمة تجارية من قبل Surrey Satellite Technology Ltd ، SSTL ، في المملكة المتحدة. تمول وكالة الفضاء الأوروبية حمولات الضيف ، بما في ذلك جهاز استقبال NaviMoon 1.4 كجم الذي سيتم تثبيته بجوار جهاز الإرسال X-band الرئيسي للمركبة الفضائية والذي يربطها بالأرض.
تقول ليلي فورورد ، مهندسة نظام SSTL: “إن تلقي الأجهزة المادية لمهمة ما هو أمر رائع دائمًا”. “سيتم دمج مستقبل النموذج الهندسي هذا في نسخة” FlatSat Test Bed “الخاصة بنا من المهمة لاختبار اتصال جميع أنظمتنا والعمل معًا بشكل صحيح ، قبل استلام جهاز استقبال نموذج الرحلة والهوائي في وقت لاحق من هذا العام.”
وستكون هذه أول مهمة مكتملة لـ SSTL خارج الأرض ، كما تضيف: “وضع الأساس للعديد من المهام العلمية التي ستتبعها ، Lunar Pathfinder هو قمر صناعي لترحيل الاتصالات ، يهدف إلى خدمة الأصول على الجانبين القريب والبعيد ، ويدور في مدار” مدار متجمد بيضاوي الشكل للقمر “لتغطية ممتدة فوق القطب الجنوبي – تركيز خاص للاستكشافات المستقبلية. بعد ذلك ، على فترات منتظمة ، سنوجه المركبة الفضائية نحو الأرض لاختبار مستقبل NaviMoon.
ستتم مقارنة قراءات موقع Satnav من جهاز الاستقبال بمدى الراديو التقليدي المأخوذ باستخدام جهاز إرسال النطاق X من Lunar Pathfinder وكذلك نطاق الليزر المأخوذ باستخدام عاكس رجعي توفره وكالة ناسا وطورته شركة KBR.
يوضح بيترو جيوردانو ، مهندس الملاحة في وكالة الفضاء الأوروبية: “ستكون هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها استخدام تقنيات القياس عن بعد الثلاثة معًا في الفضاء السحيق”. “هناك تراث طويل من مدى الليزر القمري ، والذي يعود تاريخه إلى بعثات أبولو ، والعاكس الرجعي الذي نستخدمه هو تطور لمركبة الاستطلاع المداري القمرية التابعة لناسا. سيؤدي الجمع بين جميع تقنيات المدى إلى تحسين تقدير المدار ، وربما يتجاوز ما هو الراديو النطاق يمكن أن يحقق.
“من حيث المبدأ ، قد يعني هذا أن البعثات المستقبلية يمكن أن تتجه إلى القمر بشكل مستقل باستخدام إشارات الملاحة عبر الأقمار الصناعية فقط دون أي مساعدة من الأرض.”
محطة قياس الليزر. الائتمان: ESA
البحث عن إشارات التنقل ضعيفة للغاية
إشارات الملاحة عبر الأقمار الصناعية المستخدمة هنا على الأرض ضعيفة للغاية بالفعل ، تعادل زوجًا واحدًا من المصابيح الأمامية للسيارة التي تسطع في جميع أنحاء أوروبا. بحلول الوقت الذي تصل فيه هذه الإشارات إلى القمر بعد اجتياز مسافات أبعد من ذلك بأكثر من 20 مرة ، تتلاشى في الفضاء مثل تموجات الحجر المتناثر في الماء.
يضيف بيترو: “إضافة إلى الصعوبة ، لم يتم تصميم مجموعات الملاحة عبر الأقمار الصناعية للإرسال إلى الفضاء ولكن لإبقاء هوائياتها في مواجهة الأرض”. “لذلك نعتمد على إشارات” الفص الجانبي “الأضعف كثيرًا ، مثل الضوء القادم من جوانب المصباح اليدوي. ولكي نتمكن من استخدام هذه الإشارات ، لجأنا إلى متخصص في الملاحة الفضائية الفضائية ، أثبتت تقنياته في معالجة الإشارات المكون السحري “.
أشرف SpacePNT ، ومقره سويسرا ، على تصميم جهاز استقبال NaviMoon. يوضح سيريل بوتيرون ، رئيس الشركة: “لقد بدأنا العمل على فكرة تحديد موقع الملاحة القمرية عبر الأقمار الصناعية عن بُعد في عام 2013 كنوع من التحدي العلمي”.
“إن الجمع بين إشارات غاليليو ذات التردد المزدوج والإشارات الصادرة عن الأقمار الصناعية الحالية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) هو ما بدأ في جعله ممكنًا. على الرغم من الحساسية الشديدة المطلوبة ، فإن المشكلة الكبيرة الأخرى هي أنه من القمر ، تكون جميع أقمار ساتناف في نفس الهندسة الضيقة من السماء حول الأرض ، تدور بشكل دوري بعيدًا عن الأنظار “.
إشارات جاليليو “الفص الجانبي”. الائتمان: ESA
يعتمد الحل الذي اقترحته SpacePNT على أكثر من نصف قرن من استكشاف القمر. قامت الشركة بتثبيت نموذج برمجي ديناميكي لجميع القوى المؤثرة على القمر الصناعي في المستقبل ، بما في ذلك تأثيرات الجاذبية للقمر والأرض والشمس والكواكب بالإضافة إلى الدفع الخفيف جدًا لأشعة الشمس نفسها.حتى – ضغط الإشعاع الشمسي – مثل بالإضافة إلى عوامل مثل خطأ الساعة واتجاه إشارة الراديو.
يوضح Cyril: “عندما نشهد تسارعًا معينًا ، يمكن للمستقبل أن يحكم على أنه من المحتمل جدًا أن يكون في نقطة معينة في مداره. عادةً ، يحتاج مستقبل الملاحة عبر الأقمار الصناعية إلى إشارات من أربعة أقمار صناعية لتحديد موقعه ، ولكن مع هذا النهج ، حتى أقل من أربع إشارات لا تزال كافية للحصول على معلومات مفيدة ، مما يقيد النموذج لتقليل أي انحراف عن الخطأ. “
تم تكليف European Engineering & Consultancy ، EECL ، المملكة المتحدة ، بتحويل تصميم SpacePNT إلى أجهزة تم اختبارها بالكامل ، مما يزيد من تصميم مكبر الصوت المنخفض الضوضاء الذي يقوم بتصفية الضوضاء لتضخيم الإشارات القابلة للاستخدام.
يقول Ben Kieniewicz ، مؤسس ECCL: “إن مكبر الصوت عبارة عن جهاز تحويل ثنائي مخصص متطور يغطي نطاقات Sat Nav ذات التردد المزدوج ، ويتم ضبطه يدويًا باستخدام أفضل المكونات الممكنة ودمج تقنية المشتت الحراري لتقليل الضوضاء غير المرغوب فيها بشكل أكبر”.
“بالإضافة إلى المساهمة في جوانب أخرى من التصميم ، قمنا أيضًا ببناء جهاز الاستقبال واختباره وتسليمه إلى SSTL ، باستخدام منطقة تجميع واختبار غرف الأبحاث المؤهلة من الفضاء.”
ستكون Lunar Pathfinder جاهزة للإطلاق في أواخر عام 2024 ، حيث ستوفر خدمات قريبة وبعيدة ومدارية وقطبية للبعثات التي تم إطلاقها في السنوات المقبلة ، مما يضع الأساس لكوكبة من أقمار الاتصالات والملاحة المشتركة حول القمر.
ويضيف خافيير: “تقترح مبادرة ضوء القمر الخاصة بنا وضعًا أوليًا لثلاثة إلى أربعة أقمار صناعية في مدار حول القمر ، مما يوفر خمس ساعات متتالية على الأقل من الخدمة على مدار 24 ساعة ، مع التركيز على القطب الجنوبي للقمر حيث يتم التخطيط مبدئيًا لمعظم المهام”. “تم تصميم نظامنا بحيث يكون قابلاً للتوسيع والفكرة هي توسيع الكوكبة تدريجيًا ، وعلى الأرجح تشمل أيضًا منارات سطحية على سطح القمر. سيسمح هذا بالتغطية الكاملة على سطح القمر ، وتوافرًا أكبر وتفاصيل ممتازة – فرصة عظيمة لأوروبا . ”
سيساعد Galileo Lunar Pathfinder على الإبحار حول القمر
مقدمة من وكالة الفضاء الأوروبية
يقتبس: القمر ، حيث لم يذهب أي ساتناف من قبل (20 أبريل 2022) تم الاسترجاع في 20 أبريل 2022 من https://phys.org/news/2022-04-moon-satnav.html
هذا المستند عرضة للحقوق التأليف والنشر. باستثناء الاستخدام العادل لأغراض الدراسة أو البحث الخاص ، لا يجوز إعادة إنتاج أي جزء دون إذن كتابي. يتم توفير المحتوى للمعلومات فقط.
