Europäische Weltraumorganisation (ESA) plant, seine zukünftige Mission zu nutzen Mondpfadfinder für Experimente zum Ausbau der Satellitennavigation auf dem Mond. Ziel ist es, mithilfe von Funksignalen der Galileo- und GPS-Satellitengruppen genauere Bestimmungen des Standorts von Raumfahrzeugen in der Mondumlaufbahn bereitzustellen.
Die Satellitennavigation ist zu einem alltäglichen Phänomen geworden, obwohl sie einst eine Revolution war. Derzeit wird die sofortige Ortung als selbstverständlich angesehen. Obwohl die Technologie auf den wachsenden Konstellationen immer komplexer werdender Satelliten basiert, die den Planeten umgeben, ist sie derzeit auf die Erde beschränkt.
Obwohl eine Reihe von Ländern Programme zur Intensivierung der Monderkundung entwickeln, wäre ein Satellitennavigationssystem rund um den Mond sehr nützlich, aber die Installation wäre auch unglaublich teuer. Vielleicht wird eines Tages so etwas wie Galileo oder GPS entstehen, aber die ESA sucht nach Möglichkeiten, bestehende Erdnavigationssatellitensysteme für Mondmissionen zu nutzen.
Heutzutage müssen sich Mondmissionen auf Tracking-Stationen auf der Erde verlassen, um ihren Standort anhand von Entfernungs- und Winkelmessungen zu bestimmen, aber dies ist nicht sehr genau und hat nur begrenzte Fähigkeiten. Sie schleppen umlaufende Raumfahrzeuge und ändern ihre Bahnen, daher ist eine präzise Navigation sehr wichtig.
Das Problem ist, dass Galileo nicht sehr geeignet für die Arbeit mit dem Mond. Seine Funksignale strahlen nicht nur zur Erde, die Konstellation umkreist etwa 23 km über der Erde. Im Jahr 222 konnte die Magnetospheric Multilevel Mission der NASA jedoch ihre Umlaufbahn mithilfe von GPS-Signalen bestimmen, als sie sich in einer Entfernung von 2019 km befand, fast der Hälfte der Entfernung von der Erde zum Mond. Damit wurde bewiesen, dass zwar ein Großteil der von Navigationssatellitenantennen abgestrahlten Energie zurück zur Erde geleitet wird, das seitlich abgestrahlte Signal jedoch ausreichen würde, um mit einer ausreichend starken Antenne im Weltraum verwendet zu werden.
Der Kommunikationssatellit Lunar Pathfinder, der 2023 starten soll, wird im Rahmen einer öffentlich-privaten Partnerschaft entwickelt. Sein experimentelles System wird eine Antenne mit hoher Verstärkung verwenden, die auf den "Seitenkeulen" der Galileo- und GPS-Satelliten platziert ist. Dadurch kann der hochempfindliche Empfänger Satellitennavigationssignale empfangen, die millionenfach schwächer sind als die auf der Erde empfangenen.
Laut ESA wird Lunar Pathfinder in der Lage sein, seinen Standort mit einer Genauigkeit von 100 m zu bestimmen, während es den Mond in einer sehr stabilen Umlaufbahn umkreist. Die größte Herausforderung wird die Verwendung von Satellitennavigationssystemen sein, selbst wenn die Signale aus einem kleinen Bereich am Himmel kommen.
Die ESA plant, im kommenden Jahrzehnt die Reichweite der Satellitennavigation um den Mond und sogar auf dem Mond zu erweitern, und bei Erfolg wird die neue Technik nicht nur für die Navigation im Weltraum, sondern auch für die Wissenschaft eingesetzt werden können Zwecke.
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