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Autor Thema: NASA plant Mond-GPS  (Gelesen 906 mal)

Offline tobi

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NASA plant Mond-GPS
« am: 16. Januar 2008, 20:08:44 »
Um eine metergenaue Landung des Mondlanders Altair zu ermöglichen und die Navigation und Kommunikation auf dem Mond zu fördern, plant die NASA die Entwicklung eines Positionsystems für den Mond. Die NASA hat bereits ein erstes Doppelsatellitenkonzept (Lunar Relay Satellites (LRS) ) entwickelt. Dabei gibt es zwei Optionen A und B. Bei Möglichkeit A werden die Satelliten in einen 12 Stunden-Orbit mit 57° Inklination platziert. Dabei dient ein Satellit als Backup für den anderen. Der Nachteil hier ist, dass nur eine Hemispäre abgedeckt wird. Deswegen gibt es Option B, einen Satelliten in eine zu der anderen Bahn orthogonalen Bahn zu platzieren, sodass beide Hemispären abgedeckt werden. (Das klingt mir nicht ganz logisch. Müssten die Satelliten nicht eher auf derselben Bahn, aber an den gegenüberliegenden Punkten stationiert werden?) Weiter müssen beide Satelliten über eine Datenübertragungsrate von mindestens 300-350 Mbps verfügen. Der Design- und Entwicklungszeitraum ist für 2013-2019 angesetzt. Die Technologieentwicklung insbesondere der leichten Atomuhr ist für 2009 geplant. Ein Satellit hätte eine Masse von 1120kg und hätte einen Energiebedarf von 1.04kW. Die Satelliten sollen auf einer Delta IV oder Atlas V gestartet werden.

Quelle:
http://www.flightglobal.com/articles/2008/01/16/220851/nasa-designs-lunar-positioning-system-for-exploration.html

Was mir hier nicht ganz klar ist, wie die Positionsbestimmung mit nur einem Satelliten gelingen soll. Ich vermute, dass es irgendwie mit der Laufzeitmessung der Funksignale klappen könnte. Kann mich da jemand aufklären?
Jean-Yves Le Gall: "CNES: The Future of Space!", "Le CNES, The Place to Be!!!"

Online Nitro

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Re: NASA plant Mond-GPS
« Antwort #1 am: 17. Januar 2008, 09:52:37 »
Normalerweise brauch man ja mindestens drei satelliten wenn man einen Punkt bestimmen will. Einen für jede unbekannte in den drei Achsen. Ein weiterer vierter ist zusätzich nötig um eine Zeitinformation zu bekommen. Auf den vierten kann man verzichten wenn sich der zu bestimmende Punkt auf der Oberfläche befindet, da man so die Höhenposition schon kennt und die Zeitacquirierung über einen der anderen Satelliten laufen kann. Aber bei Altair ist auch das ja nicht der Fall. Wenn es wirklich nach dem selben Prinzip wie GPS funktionieren soll, dann reicht ein Satellit einfach nicht aus. Aber es muss irgendwas in der Richtung sein, wozu sonst die Atomuhr? Klar kann man die Laufzeit der Funksignale bestimmen und dadurch eine Positionsinformation. Aber bei nur einem Satellit wäre diese Information kein Punkt sondern eine Kugel um den Satelliten mit der Laufzeit/weg des Signals als Radius.

Was ich mir vorstellen könnte wäre vollgendes: Die NASA plant ja mit den Altair Landern nach und nach eine Mondbasis aufzubauen. Das heißt sie müssten immer in der selben Gegend landen. Es gäbe die Möglichkeit bei einer der ersten Missionen sogenannte Pseudoliten im Landegebiet auszusetzen. Das sind kleine Sende-Empfangsstationen die das Signal der Navigationssatelliten auffangen. Danach wird das Signal wieder ausgesendet, allerdings so, dass sich die Pseudoliten dabei selbst als Navigationssatelliten ausgeben. Daher der Name Pseudoliten = Pseudo-Satelliten. Somit wäre mit einem einzelnen Satelliten ein LPS (Lunar Positioning System) zu verwirklichen.

Das Prinzip ließe sich auf jede Position auf dem Mond anwenden. Die Entscheidung, ob man nun die eine oder die andere Variante für die Positionierung der Satelliten nimmt, wird wahrscheinlich davon abhängen wo auf dem Mond das System überall eingesetzt werden soll. Falls man es nur für eine Basis brauch dürfte die erste Variante reichen. Wenn man jetzt aber auch mal woanders auf dem Mond genau landen will brauch man natürlich eine globale (wie heißt das eigentlich beim Mond, lunare?) Abdeckung.

Man kann auch auf das Transit-Prinzip zurückgreifen und die Position über eine Kombination aus Zeitsignal und Dopplerverschiebug des Übertragungssignals bestimmen. Das hat allerdings den Nachteil, das man einen Moment warten muss bis sich die Dopplerverschiebung durch den Positionswechsel des Satelliten genügend geändert hat um eine ausreichende Genauigkeit zu bekommen. Ich vermute mal es wird eher in diese Richtung gehen.
http://en.wikipedia.org/wiki/Transit_(satellite)

Der Mond hätte auf jedenfall den Vorteil, dass er über keine Störende Atmosphäre verfügt, welche die Laufzeit des Signals verlängern könnte.
« Letzte Änderung: 17. Januar 2008, 10:49:51 von Nitro »
Bevor man einen Beitrag letztendlich abschickt sollte man ihn sich noch ein letztes Mal durchlesen und sich dabei überlegen ob man ihn genau in diesem Wortlaut auch Abends seinem Partner und/oder Kindern ohne Bedenken vorlesen würde.

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