ماه هم صاحب GPS می شود: اسپانیا و آژانس فضایی اروپا انقلابی در ناوبری قمری ایجاد می کنند

به گزارش بخش اخبار علمی زوم تک , تصور کنید که فضانوردان در ماموریت‌ های آتی خود به ماه، می‌توانند از همان فناوری آشنای GPS برای تعیین موقعیت و مسیریابی استفاده کنند که ما روزانه در زمین به آن تکیه داریم. این رویا در حال تبدیل شدن به واقعیت است، زیرا محققان با جدیت در تلاشند تا با انطباق و ارتقاء سیستم GPS، امکان عملکرد دقیق آن را در محیط چالش‌ برانگیز فضا و به‌ویژه در قمر زمین فراهم آورند. این نوآوری، گامی بلند در راستای تسهیل و افزایش ایمنی سفرهای فضایی به شمار می‌رود.

GPS در فضا: سفری به سوی ماه با فناوری آشنا

در آینده ای نه چندان دور، کره ماه، همسایه سنگی و رازآلود زمین، شاهد راه اندازی سیستمی شبیه به سامانه موقعیت یاب جهانی (GPS) خواهد بود. شرکت اسپانیایی معتبر و باسابقه GMV، که تجارب گسترده ای در صنایع پیشرفته فضایی دارد، از آغاز پروژه ای جاه طلبانه برای توسعه یک سامانه ناوبری اختصاصی برای ماه خبر داده است. این پروژه که LUPIN نام گرفته، با همکاری آژانس فضایی اروپا (ESA) به پیش خواهد رفت و هدف آن، تسهیل حرکت و موقعیت یابی برای فضانوردان، کاوشگران رباتیک، فعالان صنعتی و حتی ساکنان آینده این کره است. این گام بزرگ، افق های جدیدی را در اکتشافات و بهره برداری از منابع ماه خواهد گشود.

چالش های ناوبری در ماه و ضرورت یک سیستم مستقل

با افزایش چشمگیر علاقه و سرمایه گذاری های بین المللی برای بازگشت انسان به ماه و ایجاد پایگاه های دائمی، نیاز به یک سیستم ناوبری دقیق و قابل اعتماد در سطح این کره بیش از هر زمان دیگری احساس می شود. ناوبری بر روی ماه با چالش های منحصر به فردی روبروست. عدم وجود میدان مغناطیسی یکپارچه، استفاده از قطب نماهای سنتی را غیرممکن می سازد. در بسیاری از مناطق، به ویژه در سمت پنهان ماه یا قطب ها، عوارض طبیعی تکراری و فاقد نشانه های بارز هستند که جهت یابی بصری را دشوار می کند. همچنین، غبار ماه که بسیار ساینده و چسبنده است، می تواند دید را مختل کرده و عملکرد تجهیزات را تحت تاثیر قرار دهد.

در حال حاضر، همانطور که در بیانیه خبری شرکت GMV در مورد پروژه LUPIN نیز به آن اشاره شده، یکی از بزرگترین چالش های موجود، محدودیت های ارتباطی است. در وضعیت فعلی، ارتباطات و به تبع آن ناوبری، به شدت به دید مستقیم با کره زمین و یا استفاده از ماهواره های رله ای مستقر در مدار ماه وابسته است. این وابستگی ذاتی، منجر به ایجاد مناطق وسیعی بدون پوشش ارتباطی و در نتیجه، بدون امکان ناوبری دقیق می شود. علاوه بر این، تاخیر زمانی در انتقال داده ها میان ماه و زمین، تصمیم گیری های فوری و حیاتی را، به خصوص در شرایط اضطراری، با مشکل مواجه می سازد. پروژه LUPIN دقیقا برای غلبه بر همین محدودیت ها طراحی شده است.

LUPIN: چشم انداز یک GPS قمری با همکاری GMV و ESA

شرکت GMV اسپانیا، که سابقه همکاری درخشان آن با آژانس فضایی اروپا به اولین قرارداد دولتی این شرکت در سال ۱۹۸۴ بازمی گردد، نقش محوری را در توسعه فناوری LUPIN ایفا خواهد کرد. این پروژه با هدف ایجاد یک شبکه ناوبری مستقل و متمرکز بر ماه، قصد دارد به تمامی کاربران قمری، از فضانوردانی که بر سطح ماه گام می نهند گرفته تا ربات های کاوشگر و تجهیزات صنعتی که در آینده در این کره به کار گرفته خواهند شد، کمک کند تا به سادگی و با دقت بالا موقعیت خود را شناسایی کرده و مسیر خود را بیابند.

فناوری LUPIN بر اساس استفاده از ماهواره های موجود و یا آتی در مدار ماه و بهره گیری از سیگنال هایی مشابه با سیگنال های GPS که ما روزانه بر روی زمین از آن استفاده می کنیم، عمل خواهد کرد. شرکت GMV توضیح می دهد: “سیگنال های ارسالی از این ماهواره های مداری، درست مانند سیگنال های GPS بر روی زمین، توسط گیرنده های نصب شده بر روی تجهیزات یا لباس فضانوردان دریافت و پردازش می شوند تا موقعیت لحظه ای و دقیق آنها بر سطح ماه مشخص گردد. تفاوت اصلی در این است که ماهواره های مرجع، به جای مدار زمین، در مدار ماه قرار خواهند داشت.” این سیستم، امکان ناوبری پیوسته و آنی را بدون نیاز به ارتباط مستقیم با زمین فراهم می آورد.

پوشش ناوبری حتی در مناطق چالش برانگیز ماه

یکی از ویژگی های برجسته و بسیار مهم پروژه LUPIN، قابلیت تنظیم و تطبیق پذیری آن برای ارائه خدمات ناوبری در مناطق خاص و چالش برانگیز ماه است. این مناطق عبارتند از:

• قطب جنوب ماه: این منطقه به دلیل وجود شواهد قوی از حضور یخ آب در دهانه های همیشه در سایه، به یکی از اهداف اصلی ماموریت های آینده تبدیل شده است. با این حال، شرایط نوری خاص و سایه های طولانی، ناوبری در این منطقه را بسیار دشوار می کند. LUPIN می تواند راهنمای فضانوردان و ربات ها در این محیط پیچیده باشد.
• سمت پنهان ماه: این نیمکره از ماه که هرگز رو به زمین قرار نمی گیرد، همواره برای دانشمندان جذاب بوده است. عدم امکان ارتباط مستقیم با زمین، ماموریت ها در این منطقه را به شدت به ماهواره های رله وابسته کرده است. یک سیستم ناوبری مستقل مانند LUPIN، اکتشافات در سمت پنهان ماه را متحول خواهد کرد.
• نواحی دائما سایه دار (PSR): این دهانه های عمیق در نزدیکی قطب ها که نور خورشید هرگز به کف آنها نمی رسد، مکان های ایده آلی برای جستجوی یخ آب و سایر ترکیبات فرار هستند. LUPIN با فراهم آوردن امکان ناوبری دقیق در این مناطق تاریک و سرد، به دانشمندان در دستیابی به این منابع ارزشمند کمک خواهد کرد.

پیامدهای گسترده LUPIN برای آینده اکتشافات فضایی

راه اندازی موفقیت آمیز سیستم LUPIN، پیامدهای گسترده و عمیقی برای آینده اکتشافات و حضور انسان در ماه خواهد داشت. این سیستم نه تنها امنیت و کارایی ماموریت های فضایی را به طور چشمگیری افزایش می دهد، بلکه زمینه ساز فعالیت های پیچیده تری همچون ساخت و ساز پایگاه های قمری، استخراج منابع، انجام تحقیقات علمی گسترده و حتی گردشگری فضایی در آینده خواهد بود. با وجود یک “GPS قمری”، فضانوردان می توانند با اطمینان بیشتری به کاوش در مناطق دوردست بپردازند، ربات ها می توانند به طور مستقل وظایف خود را انجام دهند و عملیات لجستیکی و صنعتی با دقت بالاتری مدیریت شوند.

در نهایت، پروژه LUPIN گامی بلند در جهت تبدیل ماه از یک جرم آسمانی دوردست و دست نیافتنی، به یک مقصد قابل دسترس و یک سکوی پرتاب برای اکتشافات عمیق تر در منظومه شمسی است. همکاری شرکت GMV و آژانس فضایی اروپا در این پروژه، نشان دهنده عزم جامعه بین المللی برای برداشتن موانع پیش روی حضور پایدار انسان در فضا و گشودن فصلی نوین در تاریخ اکتشافات فضایی است. این سامانه ناوبری پیشرفته، بی شک یکی از زیرساخت های کلیدی برای تحقق رویای زندگی و کار انسان در کرات دیگر خواهد بود.