NASA, ay navigasyonunu geliştirmek için ESA yol bulucusunu yansıtıyor

NASA, yaklaşmakta olan Avrupa Uzay Ajansı (ESA) Lunar Pathfinder uydusuna bir dizi lazer retroreflektör, ışığı kaynağında geri yansıtan aynalı cihazlar sağlayacak. Geri yansıtıcılar, Artemis misyonları ve gelecekteki ay keşifleri için kritik olacak navigasyon yeteneklerini doğrulayacak.

Washington’daki NASA Genel Merkezi’nde NASA’nın Uzay İletişimi ve Navigasyon (SCaN) programı Politika ve Stratejik İletişim Başkan Yardımcısı JJ Miller, “ESA’nın Lunar Pathfinder görevi, NASA’da geliştirilmekte olan yeni ay navigasyon tekniklerinin performansını doğrulamaya yardımcı olacak” dedi. “Bu proje, GNSS hizmet sağlayıcıları arasında birlikte çalışabilirliği sağlamaya odaklanan bir BM forumu olan Uluslararası Küresel Navigasyon Uydu Sistemleri Komitesi (ICG) bünyesinde NASA ve ESA arasındaki uzun işbirliği üzerine inşa edilmiştir.”

Küresel Navigasyon Uydu Sistemleri (GNSS), Dünya üzerinde konum, navigasyon ve zamanlama hizmetleri için yaygın olarak kullanılan uydu takımyıldızlarıdır. ABD Uzay Kuvvetleri tarafından işletilen GNSS takımyıldızı olan GPS, birçok Amerikalı’nın aşina olduğu ve günlük olarak kullandığı bir sistemdir.

Lunar Pathfinder uzay aracı, birçok kişi tarafından Dünya’da gezinmek, ay yörüngesinde gezinmek için kullanılan GNSS yeteneklerini test eden bir cihaza ev sahipliği yapacak. NaviMoon enstrümanı, GPS, ABD GNSS takımyıldızı ve Avrupa GNSS takımyıldızı Galileo’dan sinyal alacaktır.

Aydaki Lunar Pathfinder gibi yüksek irtifalardaki görevler, gezegenin karşı tarafındaki GNSS uydularından Dünya’nın kenarını aşan GNSS sinyallerini alır. NASA, bu zayıf sinyallerle ayın yarısına kadar gitti ve bunu, Cedar Park, Texas’tan Firefly Aerospace’e verilecek olan Ticari Ay Yükü Hizmetleri teslimatı ile ay yüzeyinde yapmayı planlıyor. İniş aracı, İtalyan Uzay Ajansı (ASI) ile ortaklaşa geliştirilen Lunar GNSS Receiver Experiment (LuGRE) adlı deneysel bir yük sunacak.

NASA Goddard LuGRE baş araştırmacısı Joel Parker, “Lunar Pathfinder ve LuGRE, ayda operasyonel GNSS kullanımını gerçeğe dönüştürmek için önemli adımlar atıyor” dedi. “Gelecekteki ay görevleri için zayıf sinyalli GNSS’yi doğrulayarak, mevcut sistemleri ve teknolojiyi kullanarak ayda ve çevresinde yeni gemide, gerçek zamanlı navigasyon yetenekleri sağlayacağız.”

Lunar Pathfinder’ın retroreflektörlerinden lazerleri sektiren mühendisler, aşırı mesafelerde GNSS’nin performansını doğrulayabilir. Zayıf sinyalli GNSS alıcılarının denenmiş ve gerçek lazer mesafe belirleme tekniklerine karşı performansının doğrulanması, misyonların ay GNSS navigasyonunu operasyonel olarak benimsemesine yardımcı olacaktır.

NASA Genel Merkezi’ndeki SCaN GNSS uzmanı AJ Oria, “Uydu lazerle menzil, bir uzay aracı ile Dünya arasındaki mesafeyi ölçmek için sahip olduğumuz en doğru yöntemlerden biri” dedi. “Zayıf sinyalli GNSS gibi daha yeni yöntemlerin uzay aracı konumunu belirlemede ne kadar etkili olduğunu göstermek için mükemmel bir referans sağlıyor.”

Bir lazer reflektör, ışığı belirli bir açıyla sektiren normal bir aynanın aksine, lazer ışığını kaynağına doğru geri yansıtan özel bir ayna türüdür. Uydu lazer menzilinde, Dünya’daki bir teleskoptan iletilen bir lazer, bir uzay aracı veya gök cismi üzerindeki bir geri yansıtıcıya ulaşır ve geri yansıtıcı, ışığı teleskopa geri yansıtır.

Mühendisler ve bilim adamları, bir lazer darbesinin teleskoptan ayrılma süresini ve geri dönüş darbesinin geldiği zamanı ölçerek, nesne ile bir yer istasyonu arasındaki kesin mesafeleri hesaplayabilir. Lazer aralığı, lazer ışığının dalga boyu çok daha kısa olduğu için, radyo dalgalarını kullanan benzer yöntemlerden daha doğrudur.

Stephen Merkowitz, “Zayıf GNSS sinyallerinin performansını doğrulamak için: sahip olduğunuz tek şey yer radyo izleme verileriyse, temelde bir radyo tekniğini başka bir radyo tekniğiyle karşılaştırıyorsunuz. Herhangi bir kesinlik elde edemezsiniz,” dedi Stephen Merkowitz. NASA Goddard’da Jeodezi Proje yöneticisi. “Lazer mesafesini ekleyerek, inanılmaz derecede hassas ve son 50 yılda bağımsız olarak doğrulanmış bir tekniğiniz var.”