В Китае придумали, как сделать из Луны якорь для автономной навигации GPS-спутников Земли

[душман]

Сегодня автономная навигация спутников невозможна и требует коррекции со стороны наземных станций. Китайские учёные нашли решение проблемы и даже обещают на этой основе создать платформу для навигации у Луны и на её поверхности. Забавно, что в этом помогла сама Луна, которую превратили в своеобразный гравитационный якорь для околоземных спутниковых группировок.

Проблема возникает при автономном определении орбит, когда спутники рассчитывают своё положение на основе обмена данными о расстоянии друг с другом без привязки к наземным станциям. Такие измерения хорошо показывают взаимное расположение аппаратов, но не позволяют определить дрейф всей группировки относительно условно неподвижной точки в центре Земли. Поэтому со временем ориентация спутникового созвездия начинает медленно «уплывать», а ошибки навигации растут.

Исследователи из Китайской академии наук провели расчёт с учётом добавления к 24 спутникам BeiDou-3 на средних околоземных орбитах четырёх аппаратов на эллиптических лунных замороженных орбитах (ELFO). В расчётах использовались реальные измерения расстояний между спутниками национальной китайской навигационной GPS-платформы BeiDou-3, собранные за 60 дней, а связь с лунными аппаратами пока моделировалась.

Ключевую роль в проекте играла лунная гравитация. Спутники BeiDou-3 в основном находятся под влиянием Земли, тогда как движение аппаратов ELFO определяется, прежде всего, Луной. Обе группировки неизбежно дрейфуют, но по-разному, и эта ошибка становится заметной по измерениям расстояний. В результате за 60 дней средняя ошибка дальности для пользователей BeiDou-3 в случае опоры на лунную группировку составила всего 0,35 м против 7,85 м без коррекции и 0,60 м при обычном прогнозировании орбит.

Этот подход может в будущем уменьшить зависимость навигационных систем от наземной инфраструктуры и одновременно создать основу для автономной навигации в окололунном пространстве. Однако пока это не готовая технология: лунные измерения в исследовании были смоделированы, и следующим этапом должны стать реальные наблюдения с использованием аппаратов на лунных орбитах. К слову, NASA и ESA также рассматривают лунные орбиты ELFO как приоритетные для создания платформ GPS-навигации у Луны и на её поверхности.