A NASA fornecerá ao próximo satélite Lunar Pathfinder da Agência Espacial Europeia (ESA) uma série de retrorrefletores a laser, dispositivos espelhados que refletem a luz de volta à sua fonte. Os retrorrefletores validarão as capacidades de navegação que serão críticas para as missões Artemis e futuras explorações lunares.
“A missão Lunar Pathfinder da ESA ajudará a verificar o desempenho de novas técnicas de navegação lunar em desenvolvimento na NASA”, disse JJ Miller, vice-diretor de políticas e comunicações estratégicas do programa Space Communications and Navigation (SCaN) da NASA na sede da NASA em Washington. "Este projeto é construído sobre a longa colaboração entre a NASA e a ESA dentro do Comitê Internacional de Sistemas Globais de Navegação por Satélite (ICG), um fórum da ONU que se concentra em garantir a interoperabilidade entre os provedores de serviços GNSS"

Os Sistemas Globais de Navegação por Satélite (GNSS) são as constelações de satélites comumente usadas para serviços de posição, navegação e tempo na Terra. GPS – a constelação GNSS operada pela Força Espacial dos EUA – é aquela com a qual muitos americanos estão familiarizados e usam diariamente.

A espaçonave Lunar Pathfinder hospedará um dispositivo que testa os recursos GNSS usados ​​por muitos para navegar na Terra, para navegar na órbita lunar. O instrumento, NaviMoon, receberá sinais de GPS, a constelação GNSS dos EUA, e Galileo, a constelação GNSS europeia.

Missões em grandes altitudes, como Lunar Pathfinder na lua, recebem sinais GNSS que passam pela borda da Terra de satélites GNSS no lado oposto do planeta. A NASA navegou com esses sinais fracos até a metade do caminho para a lua e planeja fazê-lo na superfície lunar com uma próxima entrega de Serviços de Carga Útil Lunar Comercial concedida à Firefly Aerospace de Cedar Park, Texas. A sonda entregará uma carga experimental, o Lunar GNSS Receiver Experiment (LuGRE), desenvolvido em parceria com a Agência Espacial Italiana (ASI).

"Lunar Pathfinder e LuGRE estão dando passos importantes para tornar o uso operacional do GNSS na lua uma realidade", disse Joel Parker, investigador principal do LuGRE na NASA Goddard. “Ao validar o GNSS de sinal fraco para futuras missões lunares, forneceremos novos recursos de navegação a bordo e em tempo real na Lua e ao redor dela usando sistemas e tecnologias existentes”.

Lançando lasers nos retrorrefletores do Lunar Pathfinder, os engenheiros podem validar o desempenho do GNSS em distâncias extremas. Confirmar o desempenho de receptores GNSS de sinal fraco contra técnicas testadas e verdadeiras de alcance a laser ajudará as missões a adotar operacionalmente a navegação GNSS lunar.

“O alcance a laser de satélite é um dos métodos mais precisos que temos para medir a distância entre uma espaçonave e a Terra”, disse A.J. Oria, especialista em SCaN GNSS na sede da NASA. "Ele fornece uma excelente referência para mostrar como os métodos mais recentes, como o GNSS de sinal fraco, são na determinação da posição da espaçonave."

Um retrorrefletor a laser é um tipo especial de espelho que reflete a luz do laser de volta para sua fonte, ao contrário de um espelho normal que reflete a luz em um ângulo. No alcance de laser de satélite, um laser transmitido de um telescópio na Terra atinge um retrorrefletor em uma espaçonave ou corpo celeste e o retrorrefletor reflete a luz de volta ao telescópio.

Ao medir o tempo em que um pulso de laser sai do telescópio e o tempo em que o pulso de retorno chega, engenheiros e cientistas podem calcular distâncias precisas entre o objeto e uma estação terrestre. O alcance do laser é mais preciso do que métodos semelhantes usando ondas de rádio porque o comprimento de onda da luz do laser é muito menor.

"Para validar o desempenho de sinais GNSS fracos:se tudo o que você tem são dados de rastreamento de rádio terrestre, você está basicamente comparando uma técnica de rádio com outra técnica de rádio. Você não obterá nenhum tipo de precisão", disse Stephen Merkowitz, Space Gerente de Projetos de Geodésia na NASA Goddard. “Adicionando o alcance a laser, você tem uma técnica incrivelmente precisa e foi verificada independentemente nos últimos 50 anos”. + Explorar mais

Missão lunar da NASA definida para quebrar recorde em teste de sinal de navegação