Warum wir ein Mondnavigationssystem brauchen: Spanisches Unternehmen hat ein Mond-GPS entwickelt

Es könnte sein, dass, wenn in den kommenden Jahren wieder Menschen den Mond betreten, das System, das ihnen hilft, sich in diesem unwirtlichen und unreferenzierten Terrain zu orientieren, von einer spanischen Firma entwickelt wurde. Es trägt den Namen LUPIN, wurde vom Technologieunternehmen GMV konzipiert und soll eine präzise Echtzeit-Positionierung auf der Mondoberfläche ermöglichen.

Kurz gesagt: Es ist das Äquivalent zu einem Raum-Google Maps, jedoch ohne die Notwendigkeit einer Bodenabdeckung.

GMV, ein in Madrid ansässiges Unternehmen, das seit Jahren mit der ESA und der NASA an Navigationssystemen arbeitet, hat dieses System im Rahmen des Navigationsunterstützungs- und Innovationsprogramms (NAVISP) der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) entwickelt.

Ziel ist es, neue Techniken für Positionierung, Navigation und Zeitsynchronisation (PNT) zu testen, die für die Erforschung der Mondoberfläche von Bedeutung sind. Laut dem spanischen Unternehmen werden diese Technologien die bestehenden planetaren PNT-Methoden mit zukünftigen Entfernungsmesssignalen des Lunar Communication Navigation System (LCNS) kombinieren – Satellitensignalen, die ähnlich wie GPS-Signale auf der Erde verwendet werden, jedoch von Satelliten, die den Mond umkreisen.

Mit anderen Worten, es wird eine Konstellation von Satelliten in der Mondumlaufbahn eingesetzt, die Navigation und Kommunikation ermöglicht, wie wir sie auf der Erde gewohnt sind.

Warum ein Mondnavigationssystem erforderlich ist

Derzeit müssen Weltraummissionen, die auf der Mondoberfläche landen, ihre Position anhand von Signalen berechnen, die von der Erde oder von komplexen Sensoren an Bord gesendet werden. Der Grund dafür ist, dass der Mond im Gegensatz zur Erde über keine Infrastruktur für Ortungssatelliten wie GPS verfügt.

Dies führt zu Verzögerungen, Fehlern und Bereichen ohne Abdeckung, insbesondere in Regionen wie dem Südpol des Mondes, die für zukünftige Missionen von entscheidender Bedeutung sind, sowie auf der Rückseite des Satelliten.

LUPIN (Lunar Pathfinder Inertial Navigation) bricht mit diesem Modell. Es ist nicht direkt von einer Verbindung zur Erde abhängig. Stattdessen erfasst es Navigationssignale von Satelliten im Orbit und kombiniert diese mit Inertialsensoren und Kameras, um eine schnellere, kontinuierlichere und zuverlässigere Lokalisierung zu ermöglichen.

Wie GMV erläutert, wird dieser Fortschritt nicht nur die Genauigkeit verbessern, sondern auch schnellere und effizientere Routen ermöglichen, während die Rechenlast für die Navigation verringert wird. Infolgedessen wird die Geschwindigkeit des Rovers primär durch die Geländebedingungen und nicht durch technische Einschränkungen bestimmt, was “den Beginn einer neuen Ära in der automatisierten Monderkundung” markiert.

Die Kanarischen Inseln als Testgelände für LUPIN

Um die Technologie zu testen, reiste das GMV-Team an einen Ort, der dem Mond erstaunlich ähnlich sieht: den Naturpark der Vulkane auf Fuerteventura. Dort simulierten sie in trockenem und felsigem Gelände eine echte Weltraummission und testeten LUPIN mit hervorragenden Ergebnissen.

Steven Kay, Leiter des LUPIN-Projekts bei GMV, berichtet, dass es während der Tests in La Oliva gelungen ist, mehr als 7 Kilometer Reisedaten bei verschiedenen Geschwindigkeiten zu sammeln – von den herkömmlichen 0,2 m/s bis hin zu zukünftigen schnellen Geschwindigkeiten von 1,0 m/s.

Selbst während dieser Übungen wurden Nachttests durchgeführt, bei denen eine Kombination aus simuliertem Sonnenlicht eingesetzt wurde, um die Lichtverhältnisse des Mondes nachzuahmen, sowie vollständige Dunkelheit, bei der lediglich die Beleuchtung an Bord des Rovers zur Navigation genutzt wurde.

Spanien positioniert sich im Wettlauf um den Weltraum

Auch wenn es wie Science-Fiction klingt, beschleunigt sich die Erforschung des Mondes: Die NASA plant, 2027 mit Artemis III zum Mond zurückzukehren, China beabsichtigt bemannte Missionen vor 2030, und mehrere Agenturen untersuchen, wie dauerhafte Basen installiert werden können. All dies erfordert robuste Navigationssysteme, und Spanien hat sich mit dieser Innovation an die Spitze gesetzt.

Das LUPIN-System dient nicht nur der Orientierung; es könnte auch die Landung von Raumfahrzeugen, die Koordination zwischen Robotern und Astronauten sowie den Transport von Ressourcen in zukünftigen Mondkolonien erleichtern. Kurz gesagt, es könnte der technologisch fortschrittlichste Kompass der Geschichte sein – und er würde seinen Dienst mehr als 380.000 Kilometer von der Erde entfernt verrichten.