องค์การอวกาศนาซ่า (NASA) พัฒนาขีดความสามารถ GNSS สำหรับภารกิจ Artemis

รายละเอียด: หมวดหลัก: กองลาดตระเวนและเฝ้าตรวจทางอวกาศ; หมวด: ข่าวเทคโนโลยีอวกาศ; ฮิต: 488

พื้นที่ครอบคลุมการใช้งาน GNSS
Courtesy: NASA

ระบบนำทางด้วยดาวเทียม (Global Navigation Satellite System: GNSS) เริ่มมีการใช้งานอย่างแพร่หลายทั้งในด้านการทหาร สาธารณูปโภค การสื่อสาร บริการฉุกเฉิน การเงิน และการขนส่ง ทั้งในรูปแบบของถนน อากาศ การเดินเรือ และรถไฟ ล้วนแล้วแต่พึ่งพา GNSS หรือแม้แต่ในอวกาศ อวกาศยานยังใช้สัญญาณนี้ในการระบุที่ตั้ง ความเร็ว และเวลา ซึ่งเป็นส่วนสำคัญยิ่งต่อการปฏิบัติภารกิจ

NASA กำลังพัฒนาโครงสร้างระบบนำทางภายใต้โครงการด้านการสื่อสารและนำทางในอวกาศ (Space Communications and Navigation: SCaN) ซึ่งจะให้พิกัดตำแหน่งที่แม่นยำและเชื่อถือได้ รวมถึงข้อมูลสำหรับใช้ในการนำทางและข้อมูลเวลา (Position, Navigation, and Timing: PNT) สำหรับภารกิจ Artemis โดยเฉพาะการใช้ประโยชน์จากสัญญาณ GNSS เมื่อยานไต่ระดับความสูงขึ้น และโคจรรอบโลกระดับสูง จนถึงดวงจันทร์ เพื่อเพิ่มค่าความถูกต้องแม่นยำ เที่ยงตรง และลดค่าใช้จ่ายของระบบอัตโนมัติ การควบคุมวงโคจรและวิถี
วงโคจร

ในปัจจุบัน กลุ่มดาวเทียม GNSS ที่ให้บริการ PNT มีถึง 6 กลุ่ม ได้แก่ GPS (สหรัฐอเมริกา) Galileo (สหภาพยุโรป) GLONASS (สหพันฐรัฐรัสเซีย) BeiDou (สาธาณรัฐประชาชนจีน) IRNSS (สาธารณรัฐอินเดีย) และ QZSS (ญี่ปุ่น) ซึ่งการทำงานร่วมกันระหว่างกลุ่มดาวเทียมเหล่านี้มีบทบาทที่สำคัญยิ่งต่อโปรแกรม SCaN ซึ่งนอกจากจะเพิ่มปริมาณสัญญาณให้ครอบคลุมแล้วยังช่วยในเรื่องของความถูกต้องในการนำทางและเวลาสำหรับดาวเทียมอีกด้วย และมีประโยชน์ต่ออวกาศยานเมื่อต้องขึ้นไปในที่สูงที่มีสัญญาณ GNSS น้อย อย่างไรก็ตามการใช้งานหลายกลุ่มดาวเทียมก็นับเป็นความท้าทายอย่างหนึ่งเนื่องด้วยการออกแบบที่แตกต่างกันอย่างเป็นเอกลักษณ์ เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ SCaN จะต้องอาศัยการบินทดสอบหลายครั้งเพื่อให้แน่ใจว่าขีดความสามารถของการทำงานร่วมกันระหว่าง Multi-GNSS จะพัฒนาไปได้ด้วยดี

Bobcat-1 พัฒนาโดย NASA’s Glenn Research Center และมหาวิทยาลัยโอไฮโอ ได้รับคัดเลือกจากงาน CubeSat Launch Initiative เมื่อปี 2018 ให้ศึกษาสัญญาณ GNSS ดาวเทียมดวงนี้เป็นดาวเทียม Cubesat ที่ปล่อยจากสถานีอวกาศนานาชาติเมื่อวันที่ 5 พ.ย.2020 และจะอยู่ในวงโคจรราว 9 เดือนเพื่อตรวจวัดสัญญาณของกลุ่มดาวเทียม GNSS ต่างๆ และส่งข้อมูลให้ SCaN ตรวจวัดถึงประสิทธิภาพของสัญญาณต่อไป โดยเน้นเรื่องความแตกต่างระหว่างเวลาของกลุ่มดาวเทียมเหล่านี้

LuGRE (Lunar GNSS Receiver Experiment) เป็นการร่วมมือระหว่าง NASA และองค์การอวกาศอิตาลี มีแผนที่จะนำ LuGRE ลงจอดบนดวงจันทร์ในปี 2023 เพื่อตรวจรับสัญญาณ GNSS และแก้ไขสัญญาณจากพื้นผิวของดวงจันทร์ ซึ่งจะสามารถรับสัญญาณได้จากกลุ่มดาวเทียม GPS และ Galileo วิศวกรด้านระบบนำทางของนาซ่าได้ทดสอบสัญญาณจำลองของ GNSS ใกล้ดวงจันทร์และพบว่าสัญญาณเหล่านี้สามารถมีบทบาทที่สำคัญในการสำรวจดวงจันทร์ให้เป็นไปอย่างถูกต้องและแม่นยำอย่างไม่ได้คาดคิดมาก่อน

ที่มาของข่าวและภาพ: https://www.geospatialworld.net/blogs/nasa-advancing-gnss-signals-capabilities-for-artemis-missions/
แปลและเรียบเรียง: นาวาอากาศตรีหญิง ผณินทรา สุนทรหฤทัย