Mientras que las misiones Artemis viajen a la Luna y la NASA siga planeando 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, proporcionará una carga útil experimental a la cuenca de la Luna: Mare Crisium. La carga útil es el Lunar GNSS Receiver Experiment (LuGRE) de la NASA, que 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. El GNSS son las constelaciones de satélites comúnmente utilizadas para los servicios de posición, navegación y temporización en la Tierra. El GPS, es la constelación GNSS operada por la Fuerza Espacial de E.E.U.U., que muchos ciudadanos conocen y usan a diario.
“En este caso, estamos ampliando los límites de lo que se pretendía que hiciera el GNSS, es decir, expandir el alcance de los sistemas creados para brindar servicios a usuarios terrestres, de aviación y marítimos, para incluir también el sector espacial”, dijo J.J. Miller, Director de Policy and Strategic Communications del programa del Space Communications and Navigation (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 del 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 Goddard Space Flight Center 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 Space Service Volume y más allá”.
Créditos: NASA/Danny Baird.
Las misiones en el Space Service Volume del GNSS (desde los 3.000 a 35.000 kilómetros de altitud) reciben señales que se extienden más allá del límite de la Tierra desde los satélites del GNSS en el lado opuesto del planeta. Los primeros experimentos en el Space Service Volume tuvieron lugar al inicio de este milenio. Desde entonces, numerosas misiones en el Space Service Volume han utilizado el GNSS para navegar de manera segura.
En 2016, la Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) de la NASA empleó el GPS operativamente a una distancia récord de 70.000 Kilómetros de la Tierra. Luego, en 2019, la MMS rompió su propio récord al fijar su ubicación con GPS a 187.000 kilómetros de la Tierra, casi a la mitad de distancia que nos separa de la Luna.
En estas altitudes extremas, las misiones necesitan receptores del GNSS extremadamente sensibles. La misión LuGRE utilizará un receptor de señal débil exclusivo, desarrollado por Qascom, una empresa italiana especializada en ciberseguridad espacial y soluciones de seguridad de navegación por satélite, financiada por la ASI.
Los equipos de LuGRE están probando la carga útil para entregarla y posteriormente integrarla en el módulo de aterrizaje Firefly “Blue Ghost”, en noviembre de este año. El lanzamiento está programado a partir de 2024 desde Cabo Cañaveral, Florida, a bordo de un cohete SpaceX Falcon 9.
Durante el vuelo de varias semanas de duración a la Luna, LuGRE recibirá las señales del GNSS y realizará experimentos de navegación a diferentes altitudes y en órbita lunar. Después del aterrizaje, LuGRE desplegará su antena y dedicará 12 días a la recopilación de datos, pudiendo prolongarse la actividad. La NASA y la ASI procesarán y analizarán los datos enviados a la Tierra y luego publicarán los resultados.
“LuGRE es el último trabajo de una larga lista de misiones diseñadas para expandir las capacidades del GNSS a gran distancia”, 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 operativos del GNSS en la Luna”.
La misión LuGRE pretende impulsar el desarrollo de las capacidades de navegación apoyadas por el GNSS cerca y en la Luna. Incluso la NASA planea comenzar a usar operativamente el GNSS a gran altitud para futuras misiones lunares. La NASA y la ASI presentarán los resultados de este trabajo a la comunidad espacial a través del Comité Internacional sobre el GNSS, un foro de las Naciones Unidas centrado en garantizar la interoperabilidad de las señales del GNSS. Estas capacidades también son un paso clave hacia la construcción de LunaNet, una arquitectura que unificará las redes cooperativas de servicios de navegación y de comunicaciones lunares sin interrupciones.
“Las innovaciones tecnológicas lunares que obtenemos de proveedores comerciales brindan oportunidades para realizar experimentos asequibles en la superficie lunar”, dijo Jay Jenkins, Ejecutivo del Commercial Lunar Payload Services Program. “LuGRE es un ejemplo del progreso que pueden lograr el gobierno y la industria cuando tienen los mismos objetivos de exploración”.
Edición: R. Castro.