Štítek ‘navigace’

Kontrakt na nové atomové hodiny družic Galileo

Evropská kosmická agentura ESA jménem Evropské komise podepsala kontrakt za 12 milionů Euro s italskou firmou Leonardo S.p.A a Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, v rámci kterého jde o návrh a vývoj nových ultrapřesných technologií atomových hodin pro navigační systém Galileo. Superpřesné a spolehlivé atomové hodiny jsou základním stavebním kamenem družicových navigačních systémů, na kterém stojí celkový výkon systému a přesnost určení pozice. Cyklus kompletní technologické inovace, tedy cesta z rýsovacího prkna k provozu v kosmickém prostoru, může trvat i desetiletí. Aby tedy systém Galileo zůstal na čele světových navigačních systémů, pracuje agentura ESA neustále na výzkumných a vývojových činnostech pro evoluci systémů Galileo a EGNOS v rámci projektu Horizon Europe od Evropské unie.

Jak prodloužit životnost kosmických atomových hodin?

To, co vypadá jako letecký snímek nějaké tajemné planety, je ve skutečnosti fotografie zkušebního skleněného povrchu pořízená skenovacím elektronovým mikroskopem. Obrázek vznikl jako součást projektu, který má za cíl prodloužit životnost atomových hodin, které představují srdce navigačních družic. Každý ostrý plazmatem vyleptaný útvar na obrázku je menší než 10 mikrometrů (zhruba setinu milimetru). Vysoce přesné atomové hodiny spoléhají na přechody mezi dvěma energetickými úrovněmi v elektronovém obalu atomu, které jsou vyvolané laserem či maserem. Přinucení atomů přeskočit z jednoho energetického stavu do druhého vyvolává emisi přidruženého mikrovlnného signálu s extrémně stabilní frekvencí.

Přístroj pro testy navigačních systémů u Měsíce je hotov

Čím to je, že Váš mobil dokáže určit, kde se nacházíte? Nebo jak zvládne poskytovat navigaci z místa na místo? Světově nejpoužívanějším systémem, který tyto služby umožňuje, je americký GPS, který využívá skupiny družic obíhajících Zemi, které poskytují přesné údaje pro měření pozice i času. Laická veřejnost však často neví, že GPS není jediným navigačním systémem – na celém světě bychom napočítali šest podobných systémů, které se označují jako GNSS (global navigation satellite systems – globální družicové navigační systémy). Ale co kdybychom chtěli tyto pozemské systémy používat dále od naší planety? V roce 2024 vyrazí k Měsíci v rámci programu CLPS lander Blue Ghost od firmy Firefly Aerospace a v jeho nákladu najdeme také přístroj LuGRE (Lunar GNSS Receiver Experiment), který má prozkoumat, zda signály ze dvou GNSS systémů dorazí až k landeru a mohly by poskytnout přesnou navigaci pro budoucí mise.

ŽIVĚ A ČESKY: Falcon 9 vynáší družici GPS

Nabitý startovní harmonogram firmy SpaceX nám v lednu 2023 zatím naservíroval tři starty raket Falcon. Už ve středu nedlouho po poledni bychom se mohli dočkat čtvrtého letošního startu této firmy. 18. ledna ve 13:10 SEČ má totiž z rampy SLC-40 odstartovat Falcon 9 s již šestou navigační družicí systému GPS 3. generace. Jelikož tyto družice mívají své přezdívky, můžete se setkat nejen s označením GPS III-06, ale i Amelia Earhart na počest známé průkopnice letectví. Falcon 9 poletí s podruhé použitým prvním stupněm, který se pokusí o přistání na mořské plošině ASOG. Horní stupeň dopraví zhruba čtyřtunový náklad na dráhu přechodovou ke střední oběžné dráze. Družice se pak pomocí vlastního pohonu přesune na finální střední oběžnou dráhu (kruhová ve výšce 20 200 kilometrů se sklonem 55°). Také tento přenos pro Vás budeme živě a česky komentovat. Pokud tedy budete mít čas a chuť, můžete si náš přenos pustit.

Lunární experiment a rekord v navigaci

V rámci programu CLPS (Commercial Lunar Payload Services) má firma Firefly Aerospace z texaského města Cedar Park do lunárního Moře nepokojů dopravit experimentální náklad. Americký přístroj LuGRE (Lunar GNSS Receiver Experiment) poprvé otestuje nové a nadějné možnosti lunární navigace s využitím pozemských globálních družicových navigačních systémů GNSS (Global Navigation Satellite System). Zkratkou GNSS se označují družicové sítě, které se běžně využívají k určení pozice pro následnou navigaci, ale hodí se i k přesnému určení času. Celosvětově nejznámější navigační systém je GPS provozovaný americkými kosmickými silami.

Testy družic Galileo

Navigační družice evropského systému Galileo byla vyfocena v testovací komoře Maxwell. Při testech takzvané „elektromagnetické kompatibility“ se kontroluje, zda všechny systémy fungují správně a navzájem se negativně neovlivňují. Jakmile jsou dveře této komory uzavřeny, vytvoří její kovové stěny tzv. Faradayovu klec, která odstíní vnější elektromagnetické záření. Bezodrazové pěnové hroty pokrývající vnější stěny komory pohlcují vnitřní signály (včetně zvuku), čímž brání jejich odrazům. Je tak možné při testech napodobit nekonečnou prázdnotu kosmického prostoru. Na fotografii je dobře vidět družice o rozměrech 2,5 × 1,2 × 1,1 metru pokrytá vícevrstvou tepelnou izolací. Náhledová fotka článku nám umožňuje popsat si nejdůležitější prvky družice. Dominantním prvkem na snímku je hlavní anténa o průměru 1,4 metru, která v pásmu L vysílá k zemi navigační signály. Nalevo od ní je šestiúhelníková pátrací anténa pro záchranné mise, která zachytává nouzové signály a předává je místním záchranným složkám – tento systém každý rok zachrání více než 2 000 životů.

Příprava na lunární navigační systém

Testovací verze jedinečného přijímače signálů navigačních družic byl doručen k integraci do sondy Lunar Pathfinder. Přijímač navigačních signálů NaviMoon je navržen tak, aby mohl provést doposud od země nejvzdálenější korekci navigačního signálu. Bude přitom pracovat se signály, které jsou milionkrát slabší než ty, které přijímají třeba naše chytré mobilní telefony. „Tento inženýrský model přijímače NaviMoon představuje první kus hardwaru, který vznikl v rámci iniciativy Moonlight od agentury ESA. Ta cílí na vývoj specializovaných komunikačních a navigačních služeb pro Měsíc,“ vysvětluje Javier Ventura-Traveset, šéf navigačního vědeckého oddělení agentury ESA, pod které spadají všechny činnosti ESA spojené s lunární navigací a dodává: „Poletí na sondě Lunar Pathfinder, která bude kroužit kolem Měsíce. Zde provede zatím nejvzdálenější korekci navigační pozice – bude to na vzdálenost více než 400 000 kilometrů s přesností na méně než 100 metrů. To představuje mimořádnou inženýrskou výzvu, protože na takové vzdálenosti už budou slabé signály družic GPS a Galileo jen stěží odlišitelné od šumu na pozadí. Tato demonstrace bude znamenat skutečnou změnu paradigmatu pro navigaci na oběžné dráze Měsíce.“

I Váš mobil může pomoci výzkumníkům

Nedávno vydaná aplikace pro systém Android umožňuje proměnit Váš mobilní telefon ve vědecký senzor. Nechte jej každou noc u okna a povolte přístup k určování pozice pomocí družic. Váš telefon pak bude zaznamenávat droboučké odchylky družicových signálů. Získaná data poté projdou procesem strojového učení a výsledkem by měly být analýzy počasí v atmosféře, ale i toho kosmického. Aplikaci CAMALIOT vyvinula agentura ESA v rámci programu NAVISP (Navigation Innovation and Support Programme) s podporou GNSS Science Support Centre – také v rámci agentury ESA. Tato aplikace je vhodná pro více než 50 modelů telefonů na trhu, které disponují dvoufrekvenčními přijímači navigačních dat.

Nové zakázky pro Vegu-C a Ariane 6

Každá raketa potřebuje náklady, které by mohla vynášet. Je proto potěšující vidět, že oba nové evropské nosiče získaly další zakázky. Lehká raketa Vega-C má společně se svou předchůdkyní, raketou Vega, nově zajištěný kontrakt na vypuštění dvou družic PLATiNO 1 a 2, které jsou určeny ke sledování zemského povrchu – radarovému i optickému. Zakázek se dočkala také nová evropská  těžká raketa Ariane 6, která má nově zajištěno vynesení dalších navigačních družic pro evropský systém Galileo. Obě nové rakety již míří k závěrečným testům a u obou je reálná možnost, že bychom jejich premiérový start mohli zažít v roce 2022.

ŽIVĚ A ČESKY: Další pokus o start dvou družic Galileo

Dnes krátce po půlnoci to vypadalo na kosmodromu CSG nadějně. Raketa Sojuz ST-B byla v dobrém stavu a to samé platilo i pro dvě evropské navigační družice Galileo. Ovšem čáru přes rozpočet udělalo počasí. Deset minut před startem totiž meteorologové vyhodnotili zvýšené riziko blesků a oblačnosti, což spolu se silným větrem vedlo k zastavení odpočítávání. V případě tohoto startu, který nemá k dispozici dlouhé startovní okno, to znamenalo jediné – dnes se nepoletí a start se musel odložit o necelých 24 hodin na 5. prosince v 1:19 SEČ. Nyní vás tedy opět zveme ke sledování našeho přímého přenosu, který se odehraje v noci na neděli.