القمر ليس لديه نظام تحديد المواقع العالمي (GPS). تحاول وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية إصلاح ذلك.

  • العشرات من المهمات القمرية مخطط لها 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 الانتقال إلى القمر بشكل مستقل.

عندما ناسا حلقت مهمة Artemis 1 بنجاح حول القمر في نوفمبر، فقد أظهر للعالم أن البشر في طريقهم للعودة.

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 لعام 2036.

لكن في الوقت الحالي ، لا يوجد نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ليوصلنا إلى هناك. لا يمكن لرواد الفضاء الإبحار بشكل مستقل في الفضاء السحيق ، وتعتمد كل مهمة على مهندسين مدربين بخبرة يوجهون المهام باستمرار من الأرض.

وسرعان ما يصبح ذلك غير مستدام مع انتقال البعثات ذهابًا وإيابًا.

تعمل وكالات الفضاء على وضع نظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية ، أو ساتناف ، على الصواريخ التي تسافر في 239000 ميل بين الأرض والقمر. إنهم يخططون أيضًا لبناء شبكة تنقل جديدة بالكامل حول القمر. إليك الطريقة.

كيف تتنقل وكالات الفضاء اليوم مرهقة ومكلفة

موظفو أبولو 11 يرون الإقلاع في مركز التحكم في الإطلاق

استغرق الأمر مئات الأشخاص لمساعدة صواريخ مهمة أبولو على الإبحار إلى القمر. هنا يشاهد موظفو Apollo 11 انطلاقه في 16 يوليو 1969.

ناسا



اليوم ، الطريقة الوحيدة للانتقال من النقطة أ إلى النقطة ب في الفضاء هي إجراء حسابات معقدة بناءً على الفيزياء ، مخصصة لكل مهمة.

بينما تتحرك المركبة الفضائية عبر الفضاء ، فإن النقطة المرجعية الوحيدة هي الأرض. لذلك فهي تحتاج إلى إرسال إشارة إلى الأرض لفهم مكانها ، مما يعني وجود نقاط عمياء ضخمة.

ناسا فقدت الاتصال تماما مع اوريون، المركبة الفضائية المستخدمة في مهمة Artemis 1 ، عندما ذهب وراء القمر. لبضع دقائق ، كان كل ما يمكن للمهندسين فعله هو حبس أنفاسهم والأمل في أن يروا المركبة الفضائية تخرج سالمة على الجانب الآخر.

قال خافيير فينتورا ترافيسيت ، كبير المهندسين في مكتب جاليليو لعلوم الملاحة التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، إن هذا يتطلب موارد مكثفة 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 مدخلات من الأرض.

يمكن أن يساعد استخدام الأقمار الصناعية للأرض في الذهاب إلى القمر

من المثير للدهشة أن أرخص طريقة لإحضار القمر الصناعي إلى الفضاء السحيق هي تسخير الأقمار الصناعية حول الأرض ، إليزابيث روني ، كبيرة السن مهندس لشركة Surrey Satellite Technology Ltd، قال من الداخل. تعمل الشركة مع وكالة الفضاء الأوروبية لتطوير الملاحة الفضائية في الفضاء.

هناك بعض المشاكل الكبيرة في هذا النهج. أهمها أن هذه الأقمار الصناعية تشير إلى الأرض.

هذا يعني أن معظم إشارة الأقمار الصناعية محجوبة وأن القليل منها فقط ينسكب. الجزء الذي ينسكب أضعف بكثير من الإشارة الرئيسية ، ويصبح أضعف بعيدًا عن الأرض.

يوضح مخطط المعلومات الرسومي كيف تحجب الأرض الكثير من الإشارة الرئيسية من إشارات GNSS.

ما وراء المحيط المباشر للأرض ، والذي يسمى هنا حجم خدمة الفضاء ، تحجب الأرض الكثير من الإشارة القادمة من أقمار الملاحة الأرضية (تسمى هنا أقمار GNSS ، لنظام الملاحة العالمي عبر الأقمار الصناعية).

ناسا



بالنظر إلى كل هذه القيود ، قد يبدو أن استخدام هذه الإشارة للإبحار إلى القمر سيكون مستحيلاً. 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 الأقمار الصناعية لنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للأرض.

كانت 116300 ميلا – في منتصف الطريق تقريبًا إلى القمر ، قال Ventura-Traveset.

نحتاج حقًا إلى طريقة للذهاب إلى القمر بشكل مستقل

تكتشف الحدود التالية تلك الإشارة في النصف الآخر من الرحلة. لكن Ventura-Traveset واثقة.

تعمل وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) ووكالة ناسا (NASA) على تحسين أجهزة الكشف الخاصة بها التي يمكنها تسخير الإشارات من الأقمار الصناعية للأرض ، وتستعد لاختبارها في مهمات القمر القادمة.

يُظهر رسم تخطيطي المرحلة الأولى من مبادرة ضوء القمر التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية

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 / من الداخل



استقبال ESA ، ودعا نافي مون، من المقرر إطلاقه على متن القمر الصناعي Lunar Pathfinder في عام 2025 أو 2026. تتوقع وكالة الفضاء الأوروبية أن تكون NaviMoon قادرة على تحديد موقع القمر الصناعي بدقة تصل إلى حوالي 60 مترًا (حوالي 200 قدم) ، كما قال Ventura-Traveset.

وقال إن الأمل هو أنه بفضل هذا الكاشف ، يجب أن يكون القمر الصناعي قادرًا على التنقل بشكل مستقل حول القمر. إنها أيضًا خفيفة الوزن جدًا ، حوالي 4 كيلوغرامات (8 أرطال) تمامًا ، ويمكن أن تحل محل الكثير من المعدات الثقيلة الموجودة على متن مركبة فضائية.

تُظهر صورة مكون جهاز الاستقبال في Navimoon التابع لوكالة الفضاء الأوروبية.

يجري اختبار مستقبل NaviMoon satnav.

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.

هناك “القليل من السباق التنافسي الودي” بين وكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا لجلب إشارة الأرض ساتناف إلى القمر ، جيمس جوزيف “JJ” ميلر ، نائب مدير السياسات والاتصالات الاستراتيجية في برنامج الاتصالات الفضائية والملاحة في مقر ناسا ، قال من الداخل في مقابلة.

قال ميلر إن العديد من البلدان الأخرى بدأت تتطلع إلى الاستثمار في تكنولوجيا الملاحة في الفضاء السحيق.

“لقد أدرك الجميع أن هذا مستخدم ناشئ لن يذهب بعيدًا ، وأنه يتعين علينا في الواقع أن نعد ونجعل فضاء رابطة الدول المستقلة القمري ، وكل الفضاء بين الأرض والقمر ، قويًا وموثوقًا به قدر الإمكان مع هذه إشارات “.

في النهاية ، سنحتاج إلى شبكة ملاحة عبر الأقمار الصناعية حول القمر

يوضح رسم بياني كيف ستعمل مبادرة ضوء القمر التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية

في المرحلة الثانية من ضوء القمر التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، يجب أن تساعد شبكة من الأقمار الصناعية في تحديد موقع المركبات الفضائية على السطح.

ESA-K أولدنبورغ / من الداخل



قد تنقل الإشارة من الأقمار الصناعية للأرض المركبات الفضائية إلى القمر ، ولكن بمجرد ظهورها على السطح ، لن تكون الإشارة مفيدة جدًا.

في هذه المرحلة ، يمكن لهذه الإشارات فقط الوصول إلى ما هو مرئي من الأرض ، لذا فإن الجانب المظلم من أقطاب القمر والقمر محظور.

لذا فإن الخطة هي إعطاء القمر أسطوله الخاص من أقمار الاتصالات والملاحة ، والتي تسمى مبادرة ضوء القمر. ستكون العقدة الأولى في 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 لـ Moonlight بحلول عام 2027 ، وبنية تحتية أكثر شمولاً بحلول عام 2030.

تعمل ناسا أيضًا على بناء شبكتها الخاصة التي تسمى لونا نت. وكالة ناسا بوابة، وهي محطة فضائية تهدف الوكالة إلى إرسالها إلى مدار القمر ، ستكون عقدة أخرى في الشبكة.

قال ميلر من ناسا: “نتخيل نوعًا من الهندسة المعمارية يشمل عمل أقمار ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية معًا”.

سيحتاج مستوطنوا القمر إلى إنترنت عالي السرعة

يوضح الرسم التوضيحي قمرًا صناعيًا والأرض تنعكس على الحاجب أو رائد فضاء قمر مستقبلي.

يمكن أن تساعد الأقمار الصناعية رواد فضاء القمر المستقبلي على الإبحار على القمر ، كما يتضح من انطباع هذا الفنان.

ESA



هناك جانب تجاري أكثر لإعادة البشر إلى القمر. على المدى الطويل ، سيحتاج المستوطنون على سطح القمر إلى إقامة معسكر حتى يتمكنوا من التنقيب عن المعادن والمياه – والتي يمكن استخدامها لتزويد الصواريخ بالوقود في طريقهم إلى المريخ.

قالت Ventura-Traveset إن زوار القمر سيحتاجون إلى أن يكونوا قادرين على التواصل مع الأرض ، والتحدث مع بعضهم البعض بشكل فعال ، والاستمتاع.

وقالت فينتورا ترافيسيت إن المستوطنين على سطح القمر يمكنهم الوصول إلى الإنترنت عالي السرعة وعقد المؤتمرات عبر الفيديو مع أحبائهم على الأرض وبث العروض وإنشاء المحتوى الخاص بهم من الفضاء.

وقالت فينتورا ترافيست: “لا أعتقد أن هناك من يجادل بأن هذه ليست الطريقة التي سنذهب بها”.

READ  كيف يحتفل رواد الفضاء المسلمون بشهر رمضان في الفضاء

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *