Сейчас все навигационные станции Сети дальней космической связи (DSN) расположены на Земле. Но для окололунного пространства угловое разнесение между ними слишком мало — точность падает, а время определения орбиты измеряется часами. К тому же, DSN может обслуживать одновременно ограниченное количество миссий и требует, чтобы каждый корабль активно передавал сигналы для измерения расстояния. Это ограничивает число аппаратов и создает «узкие места» в планировании космических программ.
Группа специалистов из Массачусетского технологического института предложила разместить небольшую группировку спутников-маяков на очень высоких орбитах — до 1,6 млн км от Земли, далеко за геостационарным поясом (36 000 км). Такое расположение дает широкое угловое разнообразие, аналогичное тому, которое обеспечивают спутники GPS пользователям на поверхности Земли. Маяки будут обмениваться с космическими аппаратами световыми сигналами, одновременно фотографируя звездное поле для определения точного расположения в пространстве и скорости корабля. Все это происходит в реальном времени — без задержек на обработку наземными станциями.
LightHOUSE спроектирован так, что вся техническая сложность сосредоточена на маяках, а не на обслуживаемых кораблях. Маяки несут телескопы с апертурами в десятки сантиметров и лазеры мощностью в десятки ватт. Пользовательскому аппарату достаточно крошечного приемника с апертурой в сантиметр и лазера мощностью в милливатты. Это делает систему доступной для различных классов летательных аппаратов — от маленьких кубсатов до пилотируемых кораблей — без значительных затрат массы или энергии.
Попутно LightHOUSE решает проблему отсутствия связи с Землей во время облета Луны: маяки на достаточно высоких орбитах сохраняют прямую видимость с аппаратом, даже если он находится над обратной стороной Луны. Таким образом, достигается безопасность пилотируемых миссий и непрерывность управления научными аппаратами.
Проект опирается на уже отработанные технологии Лаборатории Линкольна МТИ: лазерную связь (программы TBIRD и O2O) и методы астрометрии, разработанные для миссии PSYCHE. В ближайшей перспективе команда планирует опубликовать подробную схему системы, провести моделирование и лабораторные эксперименты, пишет IE.
Полномасштабная группировка маяков обойдется в сотни миллионов долларов, но не намного больше, чем стоит одна наземная антенна DSN. При этом LightHOUSE обеспечивает не просто навигацию, а принципиально новый уровень автономности: корабли смогут определять положение без наземных станций, экономить топливо и не ждать окна для связи.
На днях SpaceX вывела на орбиту роботизированный аппарат Mission Robotic Vehicle (MRV) и три модуля Mission Extension Pods (MEP), разработанные дочерней структурой Northrop Grumman. Это первый в своем роде проект орбитального сервиса: один сервисный аппарат MRV сможет последовательно устанавливать двигательные модули на разные геостационарные спутники, продлевая их работу на срок до восьми лет.
