Aktualności

System nawigacji satelitarnej na Księżycu zaprojektowany dla ESA przez zespół włoskich, francuskich i polskich naukowców

26-08-2025

W obliczu powrotu ludzi na Księżyc i rosnącej liczby misji robotycznych, Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) rozpoczęła projekt Moonlight – system łączności i nawigacji dla przyszłych misji księżycowych. Ma on pełnić podobną funkcję jak GPS na Ziemi: pozwalać astronautom, łazikom i lądownikom na precyzyjne określanie położenia oraz zapewniać niezawodną łączność. Kluczowym elementem projektu jest Lunar Radio Navigation Service (LRNS) – miniaturowa wersja systemu GNSS (takiego jak GPS czy Galileo), przystosowana do trudnych warunków wokół Księżyca. We wrześniowym wydaniu z 2025 roku w czasopiśmie NAVIGATION ukazał się artykuł zatytułowany "A Novel Orbit Determination and Time Synchronization Architecture for a Radio Navigation Satellite Constellation in the Cislunar Environment". Praca opisuje nową architekturę systemu nawigacyjnego, opracowaną przez europejskie konsorcjum ATLAS, w którym uczestniczą m.in. pracownicy IGiG.

Naukowcy przedstawili:

Metodę śledzenia czterech satelitów jednocześnie za pomocą niewielkich anten naziemnych (średnica ok. 30 cm), co obniża koszty i ułatwia budowę infrastruktury.

Łącza radiowe w paśmie K (22–27 GHz), które zapewniają znacznie większą dokładność i odporność na zakłócenia niż tradycyjnie stosowane pasmo X.

Nowatorskie obserwacje interferometryczne (SBI – single-beam interferometry), które poprawiają precyzję wyznaczania orbit satelitów.

Synchronizację czasu na poziomie pojedynczych nanosekund między satelitami, co jest kluczowe dla działania systemów nawigacyjnych.

Nowy format depeszy nawigacyjnej, w którym zastosowano wielomiany Czebyszewa do opisu orbit – rozwiązanie już wcześniej zaprojektowane przez zespół z Wrocławia.

Polacy odegrali kluczową rolę w opracowaniu metod reprezentacji efemeryd satelitarnych – czyli sposobu kodowania i przekazywania użytkownikom informacji o położeniu satelitów. To właśnie te dane pozwalają odbiornikom na obliczanie własnej pozycji. Teraz te rozwiązania znalazły swoje miejsce w oficjalnej propozycji architektury systemu ESA.

System nawigacyjny na Księżycu:

umożliwi bezpieczne lądowania w trudnym terenie, np. w pobliżu bogatych w lód wodny kraterów na biegunie południowym,

pozwoli na autonomiczną pracę łazików i robotów górniczych,

stanie się podstawą do dalszych misji, m.in. budowy stałych baz czy lotów na Marsa,

zostanie zrealizowany już w 2028 r.

Dzięki udziałowi polskich naukowców w projekcie Moonlight, Polska znajduje się wśród krajów współtworzących pierwszy pozaziemski system GNSS.