Европа готовит первую лунную навигационную станцию с атомными часами и точностью менее метра
Европейское космическое агентство (ESA) раскрыло новые подробности миссии NovaMoon, в рамках которой на поверхности Луны планируется установить высокоточную навигационную станцию с атомными часами. Оборудование должно помочь будущим луноходам, посадочным аппаратам и астронавтам определять своё местоположение с точностью менее одного метра. Станция также станет основой для создания единой системы измерения времени на Луне, необходимой для работы будущей лунной инфраструктуры.
Как сообщило ESA, NovaMoon разрабатывается в дополнение к европейской программе Moonlight, предусматривающей создание спутниковой системы связи и навигации вокруг Луны. Новая станция будет размещена непосредственно на поверхности спутника Земли и передавать корректирующие данные навигационным устройствам. Принцип её работы напоминает наземные станции, которые повышают точность спутниковой навигации Galileo. Основным районом применения технологии станет южная полярная область Луны, где планируются будущие роботизированные и пилотируемые экспедиции.
Одна из главных задач NovaMoon — создание точной геодезической опорной точки на лунной поверхности. Для этого инженеры собираются объединить четыре метода измерения расстояний, включая лазерную локацию и радиоинтерферометрию со сверхдлинной базой. Совместное использование приборов позволит определить положение самой станции с погрешностью в несколько сантиметров. Такие измерения необходимы для построения точных карт Луны, выбора безопасных районов посадки и управления роботами в сложной местности.
Ещё одной особенностью станции станут атомные часы, которые впервые планируется установить на поверхности Луны в составе подобной системы отсчёта времени. Они позволят поддерживать стабильную временную шкалу, необходимую для синхронизации навигационных сигналов и работы нескольких космических аппаратов. Высокая точность особенно важна потому, что даже небольшие ошибки в измерении времени приводят к заметным погрешностям при определении расстояний. В перспективе лунная система времени должна обеспечить согласованную работу орбитальных спутников, посадочных модулей и оборудования на поверхности.
Полная конфигурация NovaMoon будет включать навигационный приёмник, вычислительный блок, атомные часы, систему синхронизации, лазерный отражатель и оборудование для радиоинтерферометрических измерений. Среди рассматриваемых технологий также находятся оптические часы, способные обеспечить особенно высокую стабильность измерения времени. Помимо навигации, комплекс сможет использоваться для научных исследований внутреннего строения Луны, уточнения параметров её движения и проверки некоторых положений общей теории относительности.
ESA планирует развёртывать NovaMoon поэтапно, используя три последовательные версии оборудования. Каждая следующая конфигурация будет дополнять предыдущую новыми возможностями, а наиболее совершенный вариант предполагается доставить на Луну в рамках миссии Argonaut 2. Проект рассчитан на первоначальную работу в течение двух лет с возможностью продления до пяти. Пока речь идёт о подготовке и разработке системы, а не о действующей навигационной станции, однако в случае успешной реализации NovaMoon станет одним из элементов будущей инфраструктуры, позволяющей космическим аппаратам ориентироваться на Луне без постоянного управления с Земли.