Lunar Pathfinder’da ESA uydu navigasyonu için NASA lazer reflektörü

NASA, ESA’ya Ay Yolu Bulucu görevinin, Ay yörüngesinde dönerken Dünya’daki lazer menzil istasyonları tarafından tam olarak belirlenmesini sağlayacak bir retroreflektör dizisi teslim etti. Bu tür santimetre seviyesinde lazer ölçümleri, uzay aracı üzerinde bağımsız bir kontrol görevi görecek, çünkü uzay aracı, Galleo ve GPS sinyallerini kullanarak Dünya’dan benzeri görülmemiş bir 400.000 km uzaklıktan gelen konumunu düzeltecek – ay uydu navigasyonu kavramını kanıtlarken, aynı zamanda telekomünikasyonu ESA’nın özel Ay Işığı girişiminden önce iletecek.

Herhangi bir kaba işlemi tespit etmek için nakliye çantası içinde üç boyutlu “şok saatler” ile birden fazla ambalaj katmanı içinde korunan NASA’nın Lazer Retroreflektör Dizisi, LRA, Guildford, İngiltere’deki Surrey Satellite Technology Ltd, SSTL’ye başarıyla teslim edildi.

Paketi açtıktan ve yerleşik prosedürleri uyguladıktan sonra, ESA, NASA ve SSTL tarafından ortaklaşa LRA’nın görsel bir incelemesi yapıldı ve optikte herhangi bir çizik ve çentik bulunmadığı doğrulandı. Sonuç olarak, cihaz 4 Kasım 2022’de ESA tarafından resmen kabul edildi ve 2025’te fırlatılması planlanan çamaşır makinesi büyüklüğündeki uzay gemilerinde entegrasyon için SSTL’ye geçti.

SSTL’nin Lunar Pathfinder’ı, ESA’nın ana müşterisi olduğu aya yapılacak gelecekteki görevler için bir telekomünikasyon röle uydusu olarak hizmet ederken, NASA, Ticari Ay Yükü Hizmetleri (CLPS) aracılığıyla Lunar Pathfinder’ı ay yörüngesine ulaştırma karşılığında hizmetlerinden faydalanacak. ) girişim.

Javier Ventura, “Bugünkü teslimat, bu öncü uydu navigasyon konumlandırma düzeltmelerini doğrulamak için ay yörüngesinde uydu navigasyon sinyallerinin ve lazer menzilinin kullanımını gösteren bir yörünge içi test kampanyasını içeren bu benzersiz ESA-NASA işbirliğinin ek bir unsurudur” diye açıklıyor. Traveset, ESA’nın Galileo Navigasyon Bilim Ofisine liderlik ediyor ve ESA ay navigasyon faaliyetlerini koordine ediyor.

Bugün, ay yörüngesindeki bir uzay aracını takip etmek, radyo menzili gerçekleştirmek için birden fazla yer istasyonu gerektiriyor. Lunar Pathfinder bu amaç için standart bir X-bandı transponder kullanacak, ancak buna ek olarak ESA’nın NaviMoon Global Navigation Satellite System alıcısını da taşıyacak.

Galileo ve GPS’ten uzayda şimdiye kadarki konum düzeltmelerini elde etmek, akıllı mühendislik ve sinyal işleme teknikleri gerektirir, çünkü ay yörüngesine uzanan sinyaller, akıllı telefonlarımızı veya arabalarımızı kullanarak aldığımız sinyallerden milyonlarca kat daha zayıftır. Ancak başarı, gelecekteki ay görevlerinin kendilerini etkili bir şekilde yönlendirebilecekleri anlamına gelir – konumlarını 100 metreden daha iyi GNSS kullanarak otomatik olarak sabitler, mevcut radyo menziline göre bir büyüklük sırası – maliyetli yer altyapısı kullanımından vazgeçilir.

Javier, “Hem ESA hem de NASA, cislunar mesafesi boyunca konumlandırma düzeltmelerinin çapraz kontrolünü mümkün kılacak ve ay jeodezisinde yeni olanaklar açacak olan NaviMoon uydu navigasyon alıcımızla LRA verilerinden yararlanmakla oldukça ilgileniyor. Bu testler aynı zamanda bir Bu on yılın sonundan önce ay keşiflerini destekleyen özerk bir iletişim ve navigasyon uyduları ağı sağlayacak olan ESA’nın Moonlight girişimi için çok değerli teknolojik öğrenme.”

Lazer retroreflektörler, normalde uyduların Dünya etrafındaki yörüngesini tam olarak belirlemek için kullanılan, iyi kurulmuş bir uzay teknolojisidir. Lazer darbelerinin Dünya’dan uyduya ve geri gitmesi için uçuş süresini ölçerek, kesin mesafesi hesaplanabilir – radyo tabanlı menzil ile aynı hatlar boyunca, ancak kısa ışık dalga boyu nedeniyle çok daha yüksek doğruluk elde edilir.

Yaklaşımda, karmaşık bir dahili yansıma kurulumu sayesinde ışığı tam olarak kaynağına geri yansıtmak için otoyollara gömülü aynalı “kedi gözleri”ne benziyorlar – LRA durumunda ayrı ayrı ve titizlikle oluşturulmuş toplam 48 “köşe küpü”. laboratuvarda incelenir ve ölçülür. Dizinin optik performansı, NASA’nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi’nde doğru bir şekilde ölçüldü.

Yaklaşık bir dizüstü bilgisayar boyutunda olan LRA, NASA’nın Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) üzerinde halihazırda uçan önceki bir LRA’ya dayanarak KBR tarafından NASA için üretildi. NASA’nın Uzay Jeodezi Proje Yöneticisi Stephen Merkowitz, “Bu LRA daha büyüktür ve LRO’nun 12 reflektör küpüne kıyasla 4 cm çapında 48 köşe küpü olduğundan, LRO’dakinden 12 kat daha fazla lazer ışığı döndürecektir. Çapı 3 cm. O zaman bu fırsat oldukça benzersiz.”

Lunar Pathfinder, gelecekteki keşif çabalarının ana odağı olan Ay’ın Güney Kutbu üzerindeki kapsama alanını optimize etmek için tasarlanmış, oldukça eliptik bir “Ay Donmuş Yörüngesi” içinde yörüngede dönecek. Bu gösteri için, Lunar Pathfinder uydusu, tipik olarak beş günlük sürekli bir deney penceresi sırasında yörüngede yeniden yönlendirilecek, böylece LRA, NaviMoon alıcı anteni ve X-Band transponder menzili, tümü uydunun aynı panelinde yer alacak. , birlikte Dünya’ya doğru işaret edin. Bu, ay yörüngesinde ilk kez aynı anda kullanılacak olan bu üç jeodezik tekniğin ulaşılabilir performanslarını ve ortak görünürlüğünü en üst düzeye çıkaracaktır.

Uluslararası Lazer Mesafelendirme Servisi, şu anda, üçü Avrupa’da (Grasse, Wetzel ve Matera) ve bir tanesi ABD’de (Apache Point) olmak üzere, ay mesafesine kadar lazer menzili verebilen dört istasyona sahiptir. Buna ek olarak, ESA şu anda yükseltilmekte olan kendi Tenerife tabanlı Lazer Mesafe İstasyonunu kullanmayı düşünüyor.

Bir sonraki adım olarak, LRA, Lunar Pathfinder’a entegre edilmeden önce SSTL’de son denetimden geçecek – konumlandırma doğruluğunu en üst düzeye çıkarmak için tam olarak takılması ve hizalanması gerekiyor.

SSTL Lunar Pathfinder Sistem Mühendisi Lily Forward, “Bu, SSTL’nin Lunar Pathfinder için ilk uçuş donanımı parçası ve ESA, NASA ve SSTL arasındaki mükemmel bir işbirliğinin sonucu. SSTL’nin Lunar Pathfinder’ı başlatıldığında test edin.”

Ardından, önümüzdeki on yıl içinde, Ay ışığı uyduları ve nihayetinde ay yüzeyindeki ek donanımlar, tüm ay görevleri için ortak bir iletişim ve navigasyon altyapısı kuracak ve Ay’ı pratik açıdan Dünya’ya etkili bir şekilde yaklaştıracak ve onu gezegenimizin sekizinci kıtası haline getirecektir.