Lần Đầu Tiên NASA Thực Hiện Định Vị GPS Trên Mặt Trăng

NASA và Cơ quan Vũ trụ Ý đã đạt được một cột mốc lịch sử vào ngày 3 tháng 3 khi Thí nghiệm Nhận tín hiệu GNSS Mặt Trăng (LuGRE) trở thành công nghệ thử nghiệm đầu tiên thành công trong việc thu và theo dõi tín hiệu định vị dựa trên Trái Đất trên bề mặt Mặt Trăng.

NASA thông báo vào ngày thứ ba về sự thành công của Thí nghiệm Máy nhận GNSS Mặt Trăng (LuGRE), chứng minh rằng các tín hiệu từ Hệ thống Vệ tinh Định vị Toàn cầu (GNSS), bao gồm cả GPS và Galileo, có thể được nhận và theo dõi trên Mặt Trăng.

Việc điều hướng chính xác sẽ vô cùng quan trọng đối với các phi hành gia trong tương lai trên Mặt Trăng, nhưng GPS truyền thống không hiệu quả ở khoảng cách 225,000 dặm từ Trái Đất. Một giải pháp đầy hứa hẹn là truyền dữ liệu GNSS đến bề mặt Mặt Trăng, cho phép tàu vũ trụ tự động đo thời gian, vận tốc và vị trí.

Hiện tại, NASA theo dõi tàu vũ trụ bằng cách sử dụng sự kết hợp giữa các cảm biến trên tàu và tín hiệu từ Trái Đất, thường đòi hỏi sự giám sát của các kỹ sư. Bằng cách thay thế một số hệ thống này bằng dữ liệu GNSS, tàu vũ trụ có thể tự động nhận các tín hiệu, giảm bớt nhu cầu về nhân viên điều hành con người.

Sự đột phá này có thể trở nên quan trọng đối với các nhiệm vụ Artemis của NASA và các nhiệm vụ khám phá mặt trăng và không gian sâu trong tương lai, vì nó cho phép tàu vũ trụ xác định vị trí, vận tốc và thời gian của mình một cách tự động với độ chính xác cao.

Việc phát triển này dựng nền móng cho hệ thống định vị tiên tiến cho các nhiệm vụ tới Mặt Trăng và Sao Hỏa trong tương lai.

“Trên Trái Đất, chúng ta có thể sử dụng tín hiệu GNSS để điều hướng trong mọi thứ từ điện thoại thông minh đến máy bay,” Kevin Coggins, phó quản trị viên liên kết cho Chương trình SCaN (Space Communications and Navigation) của NASA đã nói.

“Bây giờ, LuGRE cho thấy chúng ta có thể thành công thu được và theo dõi tín hiệu GNSS tại Mặt Trăng. Đây là một khám phá rất thú vị về việc điều hướng trên Mặt Trăng, và chúng tôi hy vọng sẽ tận dụng khả năng này cho các nhiệm vụ trong tương lai.”

Chặng đường đến với thành tựu này bắt đầu vào ngày 2 tháng 3, khi tàu hạ cánh lên mặt trăng Blue Ghost của Firefly Aerospace đáp xuống Mặt Trăng, mang theo LuGRE cùng với chín tải trọng khác của NASA. Ngay sau khi hạ cánh, đội ngũ tại Trung tâm Bay Vũ trụ Goddard của NASA ở Maryland đã khởi xướng những hoạt động khoa học đầu tiên cho thí nghiệm trên bề mặt Mặt Trăng.

Khi dữ liệu từ LuGRE được truyền về, đội ngũ đã hồi hộp chờ đợi kết quả. Vào lúc 2 giờ sáng giờ miền Đông vào ngày 3 tháng 3, đã được xác nhận rằng LuGRE đã thu và theo dõi được tín hiệu từ cả hệ thống GPS và Galileo, cách Trái Đất khoảng 225.000 dặm và đạt được điểm định vị đầu tiên của mình.

Ngoài thành tựu này, nhiệm vụ còn đánh dấu một cột mốc khác cho Cơ quan Vũ trụ Ý, khi phần tải LuGRE đại diện cho phần cứng đầu tiên từ tổ chức này được triển khai lên Mặt Trăng.

Trước khi đến Mặt Trăng, LuGRE đã thiết lập nhiều kỷ lục, bao gồm việc thu được tín hiệu GNSS ở độ cao tối đa là 209,900 dặm trong hành trình của nó.

Độ cao của payload tiếp tục tăng khi nó đạt đến quỹ đạo mặt trăng vào ngày 20 tháng 2, cách Trái đất 243.000 dặm. Những kỷ lục này cho thấy rằng các nhiệm vụ trong tương lai ở không gian cislunar cũng có thể dựa vào tín hiệu GNSS để điều hướng.

Thành công của LuGRE trong việc điều hướng tự động đánh dấu sự chuyển đổi từ sự phụ thuộc truyền thống vào các trạm theo dõi dựa trên Trái đất. Payload cho thấy rằng tàu vũ trụ có thể hoạt động độc lập hơn, sử dụng tín hiệu GNSS để điều hướng ngay cả khi xa như Mặt Trăng.