NASA testuje nawigację kosmiczną bez użycia GPS

Demonstrator technologiczny FALCON (Fast Autonomous Lost-in-space Catalog-based Optical Navigation) polegał na wykorzystaniu standardowego wyposażenia satelitów Starling do autonomicznego ustalania ich pozycji na orbicie. W tym celu wykorzystano możliwości pokładowych kamer star-tracker, służących standardowo do śledzenia gwiazd, oraz specjalistycznego oprogramowania dostarczonego przez startup EraDrive.

Największą różnicę zrobiło w tym przypadku oprogramowanie. Porównując układ rejestrowanych satelitów i gwiazd z katalogami zapisanymi w pamięci, system mógł je identyfikować, a na tej podstawie określać własne położenie na orbicie. Co więcej, w ponad 200 przypadkach pomiary pozycji innych statków kosmicznych okazały się dokładniejsze niż dane uzyskane przez naziemne stacje obserwacyjne.

Amerykańska agencja kosmiczna podkreśla szeroki wachlarz możliwych zastosowań testowanej technologii. Szczególne znaczenie może ona mieć dla przyszłych misji w głęboki kosmos, na Księżyc czy Marsa, gdzie statki kosmiczne nie będą mogły polegać na sygnale GPS ani stale dostępnej infrastrukturze naziemnej. Jednak nawet na coraz bardziej zatłoczonej i zakłócanej orbicie okołoziemskiej system może okazać się bardzo pomocny, zwłaszcza w zastosowaniach wojskowych.

FALCON będzie miał również „daleko idące znaczenie dla monitorowania ruchu kosmicznego na orbicie i unikania kolizji”, podkreśla Roger Hunter, kierownik programu Small Spacecraft and Distributed Systems w NASA Ames Research Center w kalifornijskiej Dolinie Krzemowej. Możliwość rejestrowania innych obiektów bezpośrednio przez satelity, z wykorzystaniem systemów już znajdujących się na ich pokładzie, mogłaby diametralnie zwiększyć liczbę sensorów dostępnych do monitorowania sytuacji na orbicie.

NASA planuje już bardziej ambitne testy systemu. Kolejny ma zostać przeprowadzony przez rój czterech satelitów Starling, które będą wymieniać między sobą dane obserwacyjne, aby jeszcze precyzyjniej określać własne orbity.

Zresztą FALCON nie jest pierwszym osiągnięciem grupy bliźniaczych CubeSatów. Jak podkreślił Roger Hunter, „liczba kolejnych pierwszych osiągnięć Starling wciąż rośnie”. Jeszcze przed opisywaną demonstracją technologiczną satelity przetestowały cztery inne technologie, skupiające się na autonomicznych operacjach w ramach tzw. rojów (swarms).

W przyszłości NASA ma nadzieję, że takie grupy autonomicznych satelitów mogłyby wspólnie przemierzać kosmos, zbierając więcej danych naukowych i telemetrycznych. Zdolności typu swarm dobrze wpisują się również w potrzebę zwiększania odporności konstelacji, zapewniając im większą autonomię w przypadku kryzysu lub utraty łączności z Ziemią. To z kolei czyni takie technologie z natury dual-use, a przez to szczególnie atrakcyjnymi dla rządów i wojska.