- يتم التخطيط لعشرات البعثات القمرية خلال العقد المقبل.
- لكن في الوقت الحالي ، لا يوجد نظام ملاحة عبر الأقمار الصناعية بين الأرض والقمر.
- تعمل وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية على تطوير طرق لمساعدة الصواريخ على الإبحار بشكل مستقل إلى القمر.
عندما ناسا دارت مهمة Artemis 1 بنجاح في مدار حول القمر في نوفمبرلقد أظهر للعالم أن البشر يسيرون على المسار الصحيح لإعادة عقارب الساعة إلى الوراء.
ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية تهدف إلى ضع الأحذية على سطح القمر بحلول عام 2025 وإنشاء أ قاعدة قمرية دائمة تدور حوله خلال العامين المقبلين. تعمل الصين وروسيا أيضًا معًا لإنشاء قاعدة قمرية منفصلة ، مع الهبوط المأهول المقرر في عام 2036.
لكن في الوقت الحالي ، لا يوجد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتوصيلنا إلى هناك. لا يمكن لرواد الفضاء الإبحار بشكل مستقل في الفضاء السحيق ، وتعتمد كل مهمة على مهندسين مدربين خبراء يوجهون باستمرار المهام من الأرض.
سوف يصبح هذا غير مستدام بسرعة مع البعثات القادمة والذهاب.
تعمل وكالات الفضاء على وضع نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية ، أو ساتناف ، على الصواريخ التي تسافر في 239000 ميل بين الأرض والقمر. كما أنهم يخططون لبناء شبكة ملاحة جديدة بالكامل حول القمر. إليك الطريقة.
الطريقة التي تتنقل بها وكالات الفضاء اليوم مرهقة ومكلفة
استغرق الأمر مئات الأشخاص لمساعدة صواريخ مهمة أبولو على الإبحار إلى القمر. هنا ، يشاهد موظفو أبولو 11 إقلاعها في 16 يوليو 1969.
ناسا
اليوم ، الطريقة الوحيدة للانتقال من النقطة أ إلى النقطة ب في الفضاء هي من خلال الحسابات المعقدة القائمة على الفيزياء والمصممة لكل مهمة.
بينما تتحرك المركبة الفضائية عبر الفضاء ، فإن النقطة المرجعية الوحيدة هي الأرض. لذلك يجب عليه إرسال إشارة إلى الأرض لمعرفة مكانه ، مما يعني وجود نقاط عمياء ضخمة.
لقد فقدت وكالة ناسا الاتصال بها تمامًا اوريونالمركبة الفضائية المستخدمة في مهمة Artemis 1 ، عندما ذهب وراء القمر. لبضع دقائق ، كان بإمكان المهندسين فقط حبس أنفاسهم وتأمل في رؤية السفينة تخرج سالمة على الجانب الآخر.
قال خافيير فينتورا ترافيسيت ، كبير المهندسين في مكتب جاليليو لعلوم الملاحة التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، لموقع Insider ، إنها كثيفة الاستخدام للموارد ومكلفة. (تدير حكومة الولايات المتحدة GPS؛ جاليليو هي النسخة الأوروبية.)
ما يحتاجه استكشاف الفضاء الآن هو وسيلة للمركبات الفضائية لتثليث موقعها من الفضاء ، حتى تتمكن من التنقل بشكل مستقل دون تدخل من الأرض.
يمكن أن يساعد استخدام الأقمار الصناعية للأرض في الذهاب إلى القمر
من المثير للدهشة أن أرخص طريقة لنقل الملاحة عبر الأقمار الصناعية إلى الفضاء السحيق هي استخدام الأقمار الصناعية حول الأرض ، إليزابيث روني ، كبيرة السن مهندس لشركة Surrey Satellite Technology Ltdقال المطلع. تعمل الشركة مع وكالة الفضاء الأوروبية لتطوير الملاحة الفضائية في الفضاء.
هناك بعض المشاكل الكبيرة في هذا النهج. السبب الرئيسي هو أن هذه الأقمار الصناعية تشير إلى الأرض.
هذا يعني أن معظم الإشارات الصادرة من الأقمار الصناعية محجوبة وأن جزءًا صغيرًا منها فقط ينسكب. بت الفائض أضعف بكثير من الإشارة الرئيسية ، بل إنها تصبح أضعف من الأرض.
ما وراء المحيط المباشر للأرض ، المشار إليه هنا باسم حجم الخدمة الفضائية ، تحجب الأرض الكثير من الإشارة من أقمار الملاحة الأرضية (يشار إليها هنا باسم أقمار GNSS ، لنظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية).
ناسا
بالنظر إلى كل هذه القيود ، قد يبدو من المستحيل استخدام هذه الإشارة للإبحار إلى القمر. لكن المهندسين أمضوا عقودًا في تطوير كواشف حساسة يمكنها تسخير تلك الإشارة من الفضاء السحيق.
ونجحوا.
في عام 2019 ، تمكنت أربعة أقمار صناعية من تحديد موقعها في الفضاء باستخدام إشارات من أقمار GPS الأرضية.
كانوا على مسافة 186300 كيلومتر – في منتصف الطريق تقريبًا إلى القمر ، قال Ventura-Traveset.
نحتاج حقًا إلى طريقة للذهاب إلى القمر بشكل مستقل
يكتشف الحد التالي هذه الإشارة على النصف الآخر من المسار. لكن Ventura-Traveset واثقة.
قامت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة ناسا (NASA) بتحسين أجهزة الكشف الخاصة بها والتي يمكن أن تستغل الإشارات من الأقمار الصناعية للأرض ، ومن المقرر اختبارها في مهمات قمرية قادمة.
كجزء من مبادرة وكالة الفضاء الأوروبية ، سيتم تركيب كاشف على قمر صناعي يدور حول القمر ، يسمى Lunar Pathfinder ، لمعرفة ما إذا كان بإمكانه التنقل بشكل مستقل.
ESA-K أولدنبورغ / بدء
جهاز استقبال ESA يسمى نافي مونعلى متن القمر الصناعي Lunar Pathfinder في عام 2025 أو 2026. تتوقع وكالة الفضاء الأوروبية أن NaviMoon يجب أن يكون قادرًا على تحديد موقع القمر الصناعي بدقة تبلغ حوالي 60 مترًا (حوالي 200 قدم) ، كما قال Ventura-Traveset.
وقال إن الأمل هو أنه مع هذا الكاشف ، يمكن للقمر الصناعي أن يتحرك بشكل مستقل حول القمر. كما أنه خفيف جدًا ، ويبلغ إجمالي وزنه حوالي 4 كيلوغرامات (8 أرطال) ، ويمكن أن يحل محل الكثير من المعدات الثقيلة الموجودة على متن مركبة فضائية.
جهاز استقبال الملاحة NaviMoon قيد الاختبار.
SSTL
تعمل ناسا أيضًا على أجهزة الكشف التي تم تطويرها بالتعاون مع وكالة الفضاء الإيطالية. ويهدفون إلى إطلاق أول هذه المستقبلات على سطح القمر في عام 2024 كجزء من تجربة مستقبل GNSS على سطح القمر.
قال جيمس جوزيف “JJ” ميلر ، نائب مدير السياسات والاتصالات الاستراتيجية في برنامج الاتصالات والملاحة الفضائية في مقر ناسا ، إن هناك “سباق تنافسي صغير ودود” بين وكالة الفضاء الأوروبية وناسا لإيصال إشارة الملاحة الأرضية إلى القمر. مقابلة شخصية.
قال ميلر إن العديد من البلدان الأخرى بدأت تتطلع إلى الاستثمار في تكنولوجيا الملاحة في الفضاء السحيق.
قال: “لقد فهم الجميع أن هذا مستخدم ناشئ لن يذهب بعيدًا ، وعلينا في الواقع أن نعد ونصنع فضاء رابطة الدول المستقلة ، كل الفضاء بين الأرض والقمر ، قوي جدًا وموثوق به قدر الإمكان مع هذه الإشارات” .
في النهاية سنحتاج إلى شبكة ملاحة عبر الأقمار الصناعية حول القمر
في المرحلة الثانية من ضوء القمر التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، من المتوقع أن تساعد شبكة من الأقمار الصناعية في تثليث موقع المركبة الفضائية على السطح.
ESA-K أولدنبورغ / بدء
يمكن للإشارة من الأقمار الصناعية للأرض أن تنقل المركبات الفضائية إلى القمر ، ولكن بمجرد ظهورها على السطح ، لن تكون الإشارة ذات فائدة كبيرة.
في هذه المرحلة ، لا يمكن لهذه الإشارات الوصول إلا إلى ما هو مرئي من الأرض ، وبالتالي فإن الجانب المظلم من القمر وقطبيه خارج الحدود.
لذلك فإن الخطة هي تجهيز القمر بأسطوله الخاص من أقمار الاتصالات والملاحة ، المسماة مبادرة ضوء القمر. ستكون العقدة الأولى لـ Moonlight هي القمر الصناعي Pathfinder التابع لناسا.
https://www.youtube.com/watch؟v=JeJrppAf78E
قالت Ventura-Traveset إن وكالة الفضاء الأوروبية تهدف إلى اختبار البنية التحتية الأساسية لضوء القمر بحلول عام 2027 وبنية تحتية أكثر شمولاً بحلول عام 2030.
تعمل ناسا أيضًا على بناء شبكتها الخاصة التي تسمى لونا نت. من وكالة ناسا كوبريالمحطة الفضائية التي تهدف الوكالة إلى إرسالها إلى مدار حول القمر ، ستكون عقدة أخرى في الشبكة.
قال ميلر من ناسا: “نتخيل نوعًا من الهندسة المعمارية التي ستشمل عمل أقمار ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية معًا”.
سيحتاج المستوطنون القمريون إلى إنترنت عالي السرعة
يمكن أن تساعد الأقمار الصناعية رواد الفضاء القمري في المستقبل على الإبحار على القمر ، كما يتضح من انطباع هذا الفنان.
ESA
هناك جانب تجاري أكثر لإعادة البشر إلى القمر. على المدى الطويل ، سيحتاج المستوطنون القمريون إلى إقامة معسكر حتى يتمكنوا من استخراج المعادن والمياه ، والتي يمكن استخدامها لتشغيل الصواريخ في طريقها إلى المريخ.
قالت Ventura-Traveset إن زوار القمر سيحتاجون إلى أن يكونوا قادرين على التواصل مع الأرض ، والتحدث مع بعضهم البعض بشكل فعال والاستمتاع.
في نهاية المطاف ، يمكن للمستوطنين على سطح القمر الوصول إلى الإنترنت عالي السرعة ، وعقد مؤتمرات الفيديو مع أحبائهم على الأرض ، وبث العروض وإنشاء المحتوى الخاص بهم من الفضاء ، على حد قول Ventura-Traveset.
وقالت فينتورا ترافيسيت: “لا أعتقد أن هناك من يقول إن هذا ليس المسار الذي سنذهب إليه”.