Naukowcy z Wrocławia pracują nad systemem satelitarnej nawigacji księżycowej

Naukowcy z Instytutu Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu są kluczowymi członkami międzynarodowego konsorcjum, któremu Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) przyznała finansowanie na stworzenie koncepcji systemu nawigacji dla misji księżycowych. System taki znakomicie ułatwi zarówno badania samego Księżyca, jak i realizację planów zakładających wykorzystanie Srebrnego Globu jako etapu w załogowej misji na Marsa.

Na Ziemi dysponujemy kilkoma satelitarnymi systemami nawigacji, w tym najpopularniejszym GPS-em. Jednak podobne systemy nie istnieją dla Księżyca. Dlatego też misja GRAIL, badająca pole grawitacyjne Srebrnego Globu, mogła świetnie zmapować jego jedną stronę, tę widoczną z Ziemi. Gdy jednak GRAIL znalazł się po przeciwnej stronie Księżyca, tracił kontakt z satelitami nawigacyjnymi, przez co jego możliwości dokładnego określania pozycji znacznie się zmniejszały.

W ostatnich latach zarówno państwowe agencje kosmiczne, jak i firmy prywatne, coraz częściej wspominają o eksploracji satelity Ziemi. NASA chce za kilka lat wysłać pierwszą od wielu dekad załogową misję na Księżyc, planuje budowę stacji na orbicie Srebrnego Globu oraz prowadzenie prac na jego powierzchni. Zarówno pracujący tam ludzi, jak i autonomiczne urządzenia, będą potrzebowali skutecznego systemu do określania własnej pozycji.

ESA prowadzi program Moonlight, w ramach którego badane są możliwości zapewnienia precyzyjnej nawigacji i komunikacji na całej powierzchni Księżyca. Program jest wieloetapowy, zakłada stopniowe osiągnięcie zamierzonego celu. Najpierw konieczne będzie zapewnienie możliwości pozycjonowania na orbicie transferowej Ziemia-Księżyc, następnie dla satelitów na orbicie wokół Księżyca w końcu dla podejścia do lądowania oraz operacji na powierzchni Srebrnego globu.

Projekt zakłada, że w latach 2022–2025 wykorzystywane będą istniejące już konstelacje satelitów nawigacyjnych oraz odbiorniki księżycowe. W fazie II, przewidzianej na lata 2025–2035 na orbitę księżycową ma trafić kilka satelitów, a z powierzchni Księżyca mają być transmitowane dodatkowe sygnały. W końcu fazie III, czyli po roku 2035, ma funkcjonować pełny księżycowy system nawigacyjny.

Polscy naukowcy, prof. Krzysztof Sośnica, dr Radosław Zajdel i dr Grzegorz Bury, biorą udział w pracach projektu ATLAS, który otrzymał właśnie od ESA finansowanie w ramach fazy II. Zadaniem ATLAS-a będzie zbadanie różnych rozwiązań technicznych dla księżycowego systemu nawigacyjnego, sprawdzenie możliwości jedno- i dwukierunkowej komunikacji pomiędzy Ziemią a satelitami oraz księżycowymi przekaźnikami i satelitami. Maj powstać też procedury transformacji pomiędzy księżycowymi, ziemskimi i niebieskimi (inercjalnymi) układami odniesienia. Członkowie projektu ATLAS będą musieli też przeprowadzić test jakości pozycjonowania zarówno na Księżycu jak i na jego orbicie.

Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu ESA Moonlight nawigacja satelitarna Księżyc