La NASA cherche à utiliser plus largement le GPS: pas de l'espace, mais dans l'espace

La NASA cherche à utiliser plus largement le GPS: pas de l'espace, mais dans l'espace
4.2 (83.53%) 34 votes


Un rendu artistique des satellites GPS en orbite. Crédit photo: NOAA

NASA, l’un des organismes gouvernementaux américains qui gère le GPS, souhaite étendre l’application du système de navigation à un endroit que beaucoup n’a probablement jamais pensé à utiliser – l’espace lui-même.

"Nous pensons que la communauté des satellites apportera d’importants avantages au cours des prochaines années, sur la base de ce que nous avons pu prouver avec la Force aérienne en utilisant le GPS dans le domaine spatial", James Miller, directeur adjoint des politiques. et des communications stratégiques dans le programme de communications et de navigation spatiales de la NASA lors d'une session au salon annuel SATELLITE à Washington.

Miller et son collègue Joel Parker, responsable de la politique de positionnement et de navigation (PNT) du Goddard Space Flight Center de la NASA, ont décrit les différentes manières dont le GPS, ainsi que les autres systèmes mondiaux de navigation par satellite (GNSS), tels que le russe GLONASS ou le européen Galileo, peuvent: être utile en vol spatial.

L’utilisation du GPS et des autres systèmes GNSS est assez courante en orbite terrestre basse (LEO), a déclaré Miller. Mais son utilisation en orbite terrestre moyenne (MEO), en orbite géostationnaire (GEO) et au-delà, y compris dans l'espace situé entre la Terre et la Lune, appelée espace cislunar, constitue «une capacité émergente», selon Miller.

Cette capacité dépend du fait que le signal de diffusion GPS "est un peu plus large que la Terre, de sorte qu'il dépasse de quelques degrés de chaque côté – c'est ce que l'on appelle le signal de débordement du lobe principal", a expliqué Parker. Comme pour toute antenne à radiofréquence (RF), les émissions GPS créent également ce que l'on appelle des "signaux de lobes latéraux" de part et d'autre du signal principal. «Celles-ci sont très utiles pour les utilisateurs de l'espace, car elles diffusent au-delà de la Terre et peuvent être reçues par les utilisateurs sur des orbites GEO et dans l'espace CISLunar», a expliqué Parker.

«Cela tire parti des avantages de l'utilisation du GPS et du GNSS dans LEO et de son extension dans l'espace», a-t-il déclaré.

Les signaux GPS – et les données de synchronisation et de positionnement qu'ils fournissent – peuvent être utilisés dans l'espace, a expliqué Miller. Ils comprennent le suivi des lancements, le contrôle d'attitude, la synchronisation de l'heure et la navigation embarquée en temps réel. «C’est la promesse du GNSS dans ce domaine», at-il déclaré.

Obtenir qu'un vaisseau spatial de lancement rapporte son propre emplacement aux stations au sol à l'aide d'un GPS embarqué réduit la dépendance à l'égard de systèmes annexes coûteux, tels que le suivi radar, a déclaré Miller. «Lorsque vous établissez des rapports de position GPS à partir d’un lancement, vous gagnez en autonomie et vous réalisez des économies, car vous n’avez pas besoin de maintenir une infrastructure radar au sol pour suivre ces lancements. C’est un grand avantage pour l’ensemble de la communauté spatiale », a-t-il expliqué.

M. Miller a ajouté que certains lancements utilisaient déjà le GPS et a indiqué que, lorsque le lancement du Soyouz MS-10 en octobre dernier a dû être interrompu, la technologie de recherche et de sauvetage de nouvelle génération installée sur les satellites GNSS était le seul moyen de suivre la capsule. «La seule installation américaine capable de suivre cela en temps réel et de savoir où se trouvaient les astronautes était via GPS et la charge utile de recherche et sauvetage de Galileo – même l'architecture traditionnelle Cospas-Sarsat n'a pas été capable de le faire.»

Le GPS offre «une connaissance précise et un contrôle du mouvement», a déclaré Parker, par exemple pour la surveillance et le réglage de l’attitude. Selon Miller, le contrôle d'attitude est un "exemple parfait" de la manière dont le GPS peut être utilisé dans l'espace. "Nous l'utilisons depuis plusieurs années (sur ISS), nous avons des antennes en treillis, c'est ainsi que l'extrémité américaine de la Station spatiale internationale (ISS) maintient son contrôle d'attitude."

Parce que le GPS fournit des informations temporelles ainsi que des données de localisation, il peut également aider à la synchronisation, une exigence essentielle des opérateurs de satellites, réduisant ainsi le besoin de systèmes de chronométrage de précision à coût élevé. "Cela peut aider parce que vous n'avez pas besoin d'horloges aussi coûteuses à bord de vos plateformes spatiales", a noté Miller.

Mais ce que Miller a appelé l’utilisation «la plus importante et la plus puissante» du GPS par les opérateurs de satellites était son potentiel d’amélioration de la précision de leurs systèmes de navigation embarqués «de la classe kilométrique à la classe métrique».

«C’est une formidable opportunité de faire des missions de maintenance en vol en formation (ou de satellites)», a-t-il déclaré.

Plus important encore est le potentiel de réduction des distances minimales nécessaires entre satellites en orbite grâce à cette précision améliorée, analogue à celle pratiquée il y a des décennies dans l'aviation. Selon Miller, cette précision accrue «pourrait créer davantage de biens immobiliers dans la ceinture géante très peuplée car, avec un positionnement plus précis rendu possible par l’équipement des satellites en GNSS, il serait possible de réduire les distances de séparation (requises pour des raisons de sécurité) entre satellites, très similaires à ce que nous étions auparavant. capable de faire dans le monde de l'aviation. "

L’utilisation du GPS dans l’espace est «un formidable outil qui se concrétise», at-il conclu.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *