Mientras las misiones Artemis viajan a la luna y la NASA planea el largo viaje a Marte, las nuevas capacidades de navegación serán clave para la ciencia, el descubrimiento y la exploración humana.

A través de la iniciativa Commercial Lunar Payload Services de la NASA, Firefly Aerospace de Cedar Park, Texas, entregará una carga útil experimental a la cuenca Mare Crisium de la luna. La carga útil del Experimento del Receptor Lunar GNSS (LuGRE) de la NASA probará una nueva y poderosa capacidad de navegación lunar utilizando las señales del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) de la Tierra en la Luna por primera vez. GNSS se refiere a las constelaciones de satélites comúnmente utilizadas para los servicios de posición, navegación y temporización en la Tierra. GPS, la constelación GNSS operada por la Fuerza Espacial de EE. UU., es la que muchos estadounidenses conocen y usan a diario.

"En este caso, estamos ampliando los límites de lo que se pretendía que hiciera el GNSS, es decir, ampliar el alcance de los sistemas creados para brindar servicios a usuarios terrestres, de aviación y marítimos para incluir también el sector espacial de rápido crecimiento", dijo J.J. Miller, Director Adjunto de Política y Comunicaciones Estratégicas del programa de Navegación y Comunicaciones Espaciales (SCaN) de la NASA. "Esto mejorará enormemente la precisión y la resiliencia de lo que estaba disponible durante las misiones Apolo y permitirá escenarios operativos y de equipamiento más flexibles".

LuGRE, desarrollado en asociación con la Agencia Espacial Italiana (ASI), recibirá señales tanto del GPS como de la constelación europea de GNSS, Galileo, y las utilizará para calcular las primeras posiciones fijas de GNSS en tránsito hacia la Luna y en la superficie lunar. .

"Las misiones espaciales cercanas a la Tierra han dependido durante mucho tiempo del GNSS para su navegación y cronometraje", dijo Joel Parker, investigador principal de LuGRE en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. "En los últimos años, la NASA y la comunidad internacional han superado los límites de lo que se consideraba posible mediante el uso de estas técnicas en el Volumen de servicio espacial y más allá".

Las misiones en el volumen del servicio espacial GNSS, desde aproximadamente 1800 millas a 22 000 millas de altitud, reciben señales que se extienden más allá del borde de la Tierra desde los satélites GNSS en el lado opuesto del planeta. Los primeros experimentos de Space Service Volume ocurrieron alrededor del amanecer del nuevo milenio. Desde entonces, numerosas misiones en el Volumen de Servicio Espacial han utilizado GNSS de manera confiable para navegar.

En 2016, la Misión Magnetosférica Multiescala (MMS, por sus siglas en inglés) de la NASA empleó el GPS operativamente a una distancia récord de 43 500 millas de la Tierra. Luego, en 2019, MMS rompió su propio récord al fijar su ubicación con GPS a 116 300 millas de la Tierra, casi a la mitad del camino hacia la Luna.

En estas altitudes extremas, las misiones necesitan receptores GNSS extremadamente sensibles. La misión LuGRE utilizará un receptor de señal débil especializado desarrollado por Qascom, una empresa italiana especializada en ciberseguridad espacial y soluciones de seguridad de navegación por satélite, y financiada por ASI.

Los equipos de LuGRE ahora están probando la carga útil en preparación para entregarla para su integración en el módulo de aterrizaje Firefly "Blue Ghost" en noviembre de este año. El lanzamiento está programado para no antes de 2024 desde Cabo Cañaveral, Florida, a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9.

Durante el vuelo de varias semanas a la luna, LuGRE recopilará señales GNSS y realizará experimentos de navegación a diferentes altitudes y en órbita lunar. Después del aterrizaje, LuGRE desplegará su antena y comenzará 12 días de recopilación de datos, con el potencial de operaciones de misión extendidas también. La NASA y ASI procesarán y analizarán los datos enviados a la Tierra y luego compartirán los resultados públicamente.

"LuGRE es el último esfuerzo en una larga línea de misiones diseñadas para expandir las capacidades GNSS a gran altitud", dijo Fabio Dovis, co-investigador principal de LuGRE en la Agencia Espacial Italiana. "Hemos desarrollado un experimento de vanguardia que servirá como base para los sistemas GNSS operativos en la Luna".

La misión LuGRE busca impulsar un mayor desarrollo de las capacidades de navegación basadas en GNSS cerca y en la luna, incluso cuando la NASA planea comenzar a usar GNSS a gran altitud operativamente para futuras misiones lunares. La NASA y ASI presentarán los resultados de este trabajo a la comunidad espacial a través del Comité Internacional sobre GNSS, un foro de las Naciones Unidas centrado en garantizar la interoperabilidad de las señales GNSS. Estas capacidades también son un paso clave hacia la construcción de LunaNet, una arquitectura que unificará las redes cooperativas en servicios de navegación y comunicaciones lunares impecables.

"Las entregas lunares que obtenemos de proveedores comerciales brindan una serie de nuevas tecnologías innovadoras y oportunidades para realizar experimentos con acceso asequible a la superficie lunar", dijo Jay Jenkins, Ejecutivo del Programa de Servicios de Carga Lunar Comercial. "LuGRE es un ejemplo del progreso que pueden lograr el gobierno y la industria cuando están unidos en sus objetivos de exploración".

El desarrollo de nuevos usos del GNSS para las operaciones espaciales emergentes es una prioridad para el programa SCaN en la sede de la NASA, como organización líder responsable de implementar la orientación de la Directiva de política espacial 7, que ordena a la NASA desarrollar requisitos para el soporte GPS de las operaciones espaciales y la ciencia en órbitas más altas y más allá en el espacio cislunar. + Explora más

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