Предлунное будущее требует окололунной навигации

Понятно, что сервисы определения местоположения, навигации и времени (PNT) в космосе жизненно важны для таких действий, как маневрирование, групповой полёт, предотвращение столкновений и операции с группировкой. Глобальная система позиционирования имеет решающее значение для наземной и большей части современной навигации космических аппаратов. Но для окололунного пространства решения PNT, которое могло бы одновременно обслуживать множество миссий, пока нет.

Правительственные и коммерческие операторы планируют полёты за пределы пояса геосинхронной околоземной орбиты (GEO) в окололунное пространство для ряда новых миссий. Для обеспечения таких космических операций требуется надёжный сервис PNT. Аэрокосмическая корпорация (Aerospace) пытается удовлетворить эту потребность с помощью системы Inverted PNT (iPNT).

Международные организации вполне себе спокойно работают за пределами пояса геосинхронной околоземной орбиты. Мотивация к этому – наука, торговля и продвижение национальных интересов. Работа на таких расстояниях создаёт потребность в простых, масштабируемых навигационных системах. Партнёрство по общей инфраструктуре — один из способов приблизить это будущее.

Дизайн iPNT был построен на основе аэрокосмического исследования, в ходе которого изучались будущие окололунные миссии и архитектурная поддержка, необходимая для достижения целей пользователей. Результатом внутреннего исследования стал призыв к созданию PNT, обеспечивающего выполнение миссии.

Были проведены исследования того, как тонкие окололунные услуги PNT могут быть предоставлены с помощью огромных, сложных и дорогостоящих архитектур, таких как ГНСС. Некоторые исследователи пытаются решать такую задачу с другой позицией: какое решение можно предложить, которое было бы чрезвычайно дешёвым, могло бы быть реализовано в ближайшее время и максимально работать с существующими технологиями и инфраструктурой?

Используя информацию, полученную в результате различных исследований группы, были определены показатели производительности, которым должна соответствовать система PNT для поддержки предстоящих окололунных миссий. Эти рекомендации в конечном итоге повлияли на разработку первоначальной концепции iPNT. В отличие от ГНСС, которая транслирует сигналы из космоса на Землю, концепция iPNT транслирует сигналы с наземных станций на космические аппараты, летящие в окололунном пространстве. Эта инверсия традиционной архитектуры даёт множество преимуществ.

Начальное развертывание может быть выполнено с использованием коммерческих антенн на существующих наземных станциях, что значительно снижает затраты и одновременно обеспечивает простоту масштабирования. Эти услуги PNT также могут быть адаптированы к потребностям конкретной миссии по частоте и продолжительности передач, чтобы гарантировать, что точность соответствует пороговым значениям миссии. Кроме того, предоставление PNT через целевые передачи позволяет избежать проблем с помехами, которые могут возникнуть при традиционном методе сплошного вещания.

Межфункциональные и междисциплинарные группы объединились для дальнейшего продвижения концепции, разработки требований окололунной PNT, выполнения моделирования, симуляции и разработки базовой архитектуры, а также разработки подхода на основе AI для iPNT для управления большими объемами окололунного трафика.

Нынешняя фаза разработки представляет собой детальный проект совместимой с CubeSat конфигурации малого размера, веса и мощности (SWaP), которая может летать на аэрокосмическом спутнике CubeSat и быть доступной для государственных и коммерческих космонавтов. Достигнув этой стадии разработки, iPNT на один шаг приблизилась к тому, чтобы стать коммерчески управляемой, повсеместно доступной системой для космических аппаратов, работающих в окололунном пространстве или пролетающих через него.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал