berita

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Keterangan gambar: Arsitektur "Lunar Network" NASA dapat menyediakan layanan navigasi dan komunikasi di dekat bulan.

Koresponden khusus kami Chen Yang

Ketika putaran baru rencana eksplorasi dan pengembangan bulan menjadi lebih populer, proposal untuk membangun sistem navigasi bulan juga menjadi agenda. Menurut laporan South China Morning Post Hong Kong pada 14 Juli, ilmuwan Tiongkok baru-baru ini mengusulkan rencana desain untuk membangun konstelasi komunikasi dan navigasi yang mirip dengan sistem navigasi Beidou yang dapat melayani seluruh bulan. Sebelumnya, Amerika Serikat, Eropa, dan Jepang mengajukan rencana navigasi bulan mereka sendiri. Lalu apa saja tantangan dalam membangun sistem navigasi bulan?

Sarjana Tiongkok mengusulkan rencana navigasi bulan

South China Morning Post mengutip sebuah makalah yang diterbitkan di jurnal China Space Science and Technology pada bulan Juni yang mengatakan bahwa tim peneliti Tiongkok secara komprehensif mempertimbangkan berbagai indikator dalam komunikasi relai, navigasi bulan, konstruksi konstelasi dan biaya pemeliharaan, dan mengusulkan 21 Rencana yang diusulkan untuk konstelasi navigasi ruang angkasa dekat bulan yang terdiri dari satelit bertujuan untuk menyediakan navigasi jangka panjang dengan presisi tinggi untuk aktivitas eksplorasi manusia jangka panjang dengan kepadatan tinggi di bulan.

South China Morning Post menyatakan bahwa saat ini di permukaan bumi atau ruang dekat Bumi, Sistem Pemosisian Global (GPS) AS, sistem navigasi satelit Beidou Tiongkok, sistem navigasi satelit "Galileo" Eropa, dan satelit "GLONASS" Rusia sebagian besar digunakan. Sistem navigasi menyediakan layanan penentuan posisi dan navigasi segala cuaca dengan presisi tinggi kepada pengguna di seluruh dunia. Sistem navigasi satelit global ini biasanya terdiri dari 20-35 satelit, dengan akurasi beberapa meter. Pengguna dapat menggunakan kombinasi sinyal minimal 4 satelit untuk memposisikan dan memperoleh informasi waktu secara akurat.

Rencana navigasi permukaan bulan yang diusulkan oleh para ilmuwan Tiongkok serupa dengan ini. Navigasi memerlukan setidaknya empat satelit agar dapat terlihat oleh target pada saat yang bersamaan. Menurut laporan tersebut, penelitian tersebut juga mengusulkan rute konstruksi konstelasi ruang angkasa dekat bulan yang secara bertahap akan mewujudkan navigasi seluruh bulan dalam tiga tahap. Tim peneliti Tiongkok menyatakan bahwa penelitian lanjutan akan menggabungkan teknologi optimasi parameter orbit untuk membentuk solusi navigasi bulan yang lebih sistematis.

Laporan tersebut menyebutkan bahwa meskipun makalah tersebut tidak memberikan jadwal pembangunan yang spesifik, rencana awal proyek eksplorasi bulan Tiongkok dan rencana stasiun penelitian ilmiah bulan internasional telah diumumkan sebelumnya: Tiongkok berencana mengirim astronot ke bulan sebelum tahun 2030, dan untuk mengirim astronot ke bulan pada tahun 2035. Sebuah stasiun penelitian ilmiah bulan internasional dengan fungsi lengkap dan elemen pendukung dasar dibangun dua tahun lalu dengan kutub selatan bulan sebagai intinya, dan versi yang diperluas akan dibangun pada tahun 2045.

Amerika Serikat, Eropa dan Jepang semuanya telah mengusulkan rencana navigasi bulan

Dalam beberapa tahun terakhir, pembangunan konstelasi ruang angkasa dekat bulan menjadi topik hangat dalam penelitian dirgantara. Dengan semakin banyaknya kegiatan eksplorasi dan pengembangan bulan, gagasan untuk membangun sistem navigasi bulan terus diajukan. Untuk memenuhi kebutuhan navigasi program pendaratan di bulan berawak "Artemis" AS, para ilmuwan dari Laboratorium Propulsi Jet Badan Penerbangan dan Antariksa Nasional (NASA) pada tahun 2020 mengkonfirmasi setelah perhitungan bahwa sinyal satelit GPS berada di dekat bulan yang berjarak 380.000 kilometer. Ia masih mampu memberikan layanan. Dikatakan bahwa pesawat ruang angkasa di orbit bulan dapat memperoleh sinyal dari 5-13 satelit GPS, dan akurasi posisinya antara 200 dan 300 meter.

Namun jika ingin melakukan aktivitas eksplorasi dan pengembangan skala besar di permukaan bulan, akurasi posisi seperti itu masih jauh dari cukup. Laporan dari Badan Eksplorasi Dirgantara Jepang (JAXA) menunjukkan bahwa kekuatan sinyal sistem navigasi satelit global yang beroperasi di dekat bumi dekat bulan yang berjarak 380.000 kilometer hanya 1/30 dari kekuatan sinyal darat, dan karena adanya halangan dari bulan itu sendiri, sinyal navigasi ini tidak dapat diterima dari sisi jauh bulan. Pada saat yang sama, permukaan bulan tertutup kawah, dan sinyal navigasi bumi yang lemah mudah terhalang oleh bukit dan tepi kawah, sehingga diperlukan satelit komunikasi relai khusus untuk memberikan dukungan. Tiongkok telah memiliki pengalaman sukses dalam menyampaikan komunikasi bulan. Satelit Queqiao-1 dan Queqiao-2 yang diluncurkan pada tahun 2018 dan 2024 telah memberikan dukungan komunikasi relai untuk berbagai misi eksplorasi bulan.

Pada tahun 2020, NASA mengusulkan arsitektur "Jaringan Bulan" untuk mendukung program "Artemis", yang dapat memenuhi kebutuhan komunikasi antara astronot dan pesawat ruang angkasa di dan dekat permukaan bulan, dan juga memungkinkan astronot dan penjelajah untuk berkomunikasi di permukaan bulan permukaan bulan untuk mendapatkan informasi posisi dan waktu. Oleh karena itu, NASA meluncurkan "Sistem Relai Komunikasi dan Navigasi Bulan" pada Januari 2022 dan berencana meluncurkan beberapa satelit yang beroperasi di orbit bulan. Pada tanggal 28 Juni 2022, penyelidikan "Capstone" AS diluncurkan. Wahana berukuran gelombang mikro ini disebut sebagai "satelit navigasi bulan pertama di dunia", dan salah satu misinya adalah memverifikasi dan menguji teknologi navigasi baru guna mengurangi risiko misi di masa depan.

Eropa juga memajukan rencana layanan komunikasi bulan. Pada tahun 2021, Badan Antariksa Eropa (ESA) merilis rencana "Cahaya Bulan", mengusulkan untuk membangun sistem komunikasi dan navigasi bersama bulan (LCNS) yang berkelanjutan sekitar tahun 2027, dan berencana untuk meluncurkan "Lunar Pathfinder" pertama pada tahun 2025. Satelit melakukan teknis verifikasi dalam orbit beku elips.

Pada tahun 2022, JAXA Jepang juga mengusulkan "Sistem Satelit Navigasi Bulan (LNSS)", yang berencana untuk menyebarkan delapan satelit di orbit elips bulan untuk menyediakan komunikasi relai dan navigasi serta layanan penentuan posisi untuk detektor di wilayah kutub selatan bulan.

Membangun sistem navigasi bulan tidaklah mudah

Meskipun sudah ada empat sistem navigasi dan penentuan posisi global utama di dekat bumi, tidak mudah untuk “memindahkannya” ke permukaan bulan. Menurut situs NASA, hal pertama yang mempengaruhi pembangunan sistem navigasi bulan adalah masalah waktu bulan. Perhitungan terbaru NASA menunjukkan bahwa menurut efek "pelebaran waktu" teori relativitas, dibandingkan dengan waktu di permukaan bumi, waktu di permukaan bulan lebih cepat 57,5 ​​mikrodetik per hari Bumi, dan bahkan waktu di permukaan bulan. dan pada orbit bulan berbeda. Mengingat keakuratan waktu sistem navigasi dan penentuan posisi global telah mencapai tingkat mikrodetik, dampak waktu bulan ini tidak dapat diabaikan. Dan bulan saat ini tidak memiliki standar waktu independen. Program eksplorasi bulan setiap negara menggunakan skala waktunya sendiri dan mengubahnya menjadi "Waktu Universal Terkoordinasi". Namun, dengan semakin banyaknya aktivitas eksplorasi bulan, masalah standar waktu bulan yang tidak konsisten menjadi semakin serius. Pada November 2022, perwakilan badan antariksa global dan organisasi akademis bertemu di Pusat Penelitian dan Teknologi Antariksa Eropa milik Badan Antariksa Eropa untuk menyusun rekomendasi tentang cara menentukan waktu bulan. Patrizia Tavera, direktur Departemen Waktu di Biro Berat dan Ukuran Internasional, mengatakan bahwa jika waktu lunar resmi tidak ditentukan, badan antariksa nasional dan perusahaan swasta akan bertindak sesuai rencana mereka sendiri.

Kedua, NASA menyatakan bahwa empat sistem navigasi dan penentuan posisi global utama didasarkan pada Sistem Pengamatan Geodesi Global (GGOS). Hanya melalui Sistem Pengamatan Geodesi Global (GGOS) yang terakhir, koordinat dan ketinggian permukaan bumi dapat diperoleh secara terpadu dan terkoordinasi. Namun, saat ini tidak ada sistem koordinat geografis serupa yang dibangun di permukaan bulan‌. Badan Intelijen Geospasial Nasional (NGA) A.S. sedang memajukan pekerjaan pengukuran terkait dan membangun "Sistem Referensi Bulan (LRS)", tetapi hal ini memerlukan data observasi dalam jumlah besar. NASA mengakui bahwa pihaknya memperkirakan tidak akan berperan dalam program Artemis dalam waktu dekat.

Selain itu, pelaksanaan spesifik rencana navigasi bulan juga akan dipengaruhi oleh bentuk dan massa bulan itu sendiri. Misalnya, bintang relai Queqiao-2 mengadopsi orbit beku elips besar di sekitar bulan sebagai orbit misinya. Hal ini karena bentuk dan struktur bulan tidak beraturan, dan pesawat ruang angkasa yang terbang dekat bulan dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti gravitasi bulan. , dan orbit penerbangannya rentan terhadap penyimpangan.

Perlu dicatat bahwa program navigasi bulan di Amerika Serikat, Eropa dan Jepang berencana untuk menyediakan layanan navigasi bulan yang ditingkatkan melalui kerja sama dan membangun standar internasional. Amerika Serikat dan Eropa juga akan mulai menguji coba penggunaan sinyal navigasi satelit lemah yang dipancarkan oleh wahana antariksa Bumi untuk menghitung posisi di bulan mulai tahun 2024. ▲