Maan gps pitää jo MMS-satelliitit oikealla radalla. Kuva: Nasa
Maan gps pitää jo MMS-satelliitit oikealla radalla. Kuva: Nasa

Paikannus auttaa Kuuhun matkaavia astronautteja.

Yhdysvallat vie astronauttejaan Kuuhun 2020-luvulla – tavoitteeksi on asetettu vuosi 2024. Hanke sai nimen Artemis, ja se pantiin vireille heti.

Yhdysvaltain avaruushallinto Nasa rakentaa paraikaa astronauttien kuljetukseen Orion-avaruusalusta. Sen on tarkoitus telakoitua uuteen Kuuta kiertävään avaruusasemaan Gatewayhin, jonka ensimmäinen vaihe aiotaan saada valmiiksi vuoteen 2024 mennessä.

Uutta kuuhankettaan varten Nasa kehittää myös vastaanotinta, joka pystyy poimimaan signaaleja Maata kiertävistä gps-satelliiteista. Kuuhun ulottuvan satelliittipaikannuksen on tarkoitu s auttaa Kuun-kävijöitä ja heidän laitteitaan määrittämään sijaintinsa nykyistä paremmin.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Horisonttia hankala hahmottaa

Kuussa on tunnetusti vaikea suunnistaa. Maasto on paikoin turruttavasti yhtä ja samaa. Lisäksi Kuussa on vaikea päätellä etäisyyksiä, mikä todettiin Apollo-lennoilla.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Yksi syy suuntimisvaikeuksiin on se, ettei Kuulla ole ilmakehää. Niinpä horisontissa ei koskaan ole utua, joka helpottaisi pinnan hahmottamista. Kuun pinta myös kaareutuu eri lailla kuin Maan.

Kun Kuu-gps valmistuu, ihminen tai laite voi määrittää sijaintinsa Kuussa tai sen liepeillä metrien tarkkuudella.

Samalla vapautuu tietoliikennekaistoja muuhun käyttöön. Nasa on tähän asti joutunut hoitamaan kuuluotaintensa paikannusta omissa tietoverkoissaan.

Opastaa Maassa neljää miljardia

Satelliittipaikannusjärjestelmä muodostuu 24–32 satelliitista, jotka kiertävät Maata noin 20 100 kilometrin korkeudessa.

Niiden lähettämiä signaaleja seuraavat herkeämättä maa-asemat ja vastaanottimet, jotka laskevat etäisyyttään vähintään neljään satelliittiin. Näin vastaanottimet ovat jatkuvasti tietoisia sijainnistaan.

Gps-verkkoa käyttää Maassa jo neljä miljardia ihmistä. Se on tuttu niin autoilijoille kuin älypuhelimen käyttäjille.

Järjestelmän laajentamista Kuuhun hankaloittaa se, että gps-signaalit heikkenevät etäisyyden kasvaessa. Nasan tutkijat ovat kuitenkin onnistuneet venyttämään verkkoa jo pitkälle Maan ulkopuolelle.

2000-luvun alussa Nasan insinöörit suunnittelivat Navigator-gps-vastaanottimen, joka pystyy noukkimaan heikkojakin gps-signaaleja.

Vuonna 2015 Navigator luotsasi neljä MMS-tutkimussatelliittia 185 000 kilometrin päähän Maasta radalle, jolla ne keräävät tietoa Maan ja Auringon magneettikentistä.

Tutkijat uskovat, että gps saadaan kantamaan Kuuhun asti.

”MMS-hanke toi meidät jo puoleenväliin”, sanoo pääteknologi Jason Mitchell Goddardin avaruuskeskuksesta.

Koekäyttöön avaruusasemalle

Kuuta varten MMS-satelliiteissa käytettyä gps-vastaanotinta pitää vielä vahvistaa: antennit on viritettävä entistäkin herkemmiksi ja etäisyyttä mittaavat atomikellot tarkemmiksi.

Tutkijat aikovat käyttää uuden version pohjana NavCube-minisatelliittia. Buustattua mallia koekäytetään kansainvälisellä avaruusasemalla jo tänä vuonna.

Timo Paukku on Sanoma tiedetoimituksen toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 9/2019.

Sisältö jatkuu mainoksen alla