L’Agence spatiale européenne (ESA) a choisi SpacePNT de Neuchâtel, en Suisse, pour développer un récepteur GPS / Galileo avancé à bord de l’espace pour le vaisseau spatial Lunar Pathfinder de l’agence en orbite autour de la Lune. Le récepteur est destiné à démontrer, pour la première fois, l’utilisation de signaux GNSS au sol pour la détermination orbitale en temps réel et autonome et le positionnement, la navigation et la synchronisation (PNT). Le contrat comprend le développement, la qualification et la livraison d’un modèle de proto-vol (PFM) et de deux modèles d’ingénierie du récepteur NAVIMOON, la version très haute sensibilité de SpacePNT de son récepteur GNSS spatial hautes performances NAVILEO.

Le récepteur NAVIMOON met en œuvre des algorithmes de très haute sensibilité capables de recevoir et de traiter des signaux extrêmement atténués provenant du déversement autour de la Terre des signaux transmis par GNSS. Il combinera les mesures de ces signaux avec des filtres avancés des forces orbitales à bord pour atteindre une précision sans précédent dans la détermination de l’orbite cible de 100 m RMS à l’altitude de la Lune directement à bord du vaisseau spatial et en temps réel. C’est bien en deçà de la précision typique qui peut être obtenue aujourd’hui avec la portée radio terrestre qui implique l’utilisation d’infrastructures de stations spatiales terrestres coûteuses.

Signaux de lobe latéral actuellement disponibles

Comme expliqué dans un article du 26 mars, les constellations GNSS envoient déjà des signaux utilisables aussi loin que la lune, bien qu’elles n’aient pas eu l’intention de le faire. La plupart de l’énergie de vos antennes de navigation est rayonnée directement vers la Terre, bloquant leur utilisation plus loin dans l’espace. Cependant, explique Javier Ventura-Traveset, conseiller principal GNSS de l’ESA, «les modèles des signaux de navigation rayonnent également sur les côtés, comme la lumière d’une lampe de poche, et des tests précédents montrent que ces lobes latéraux de l’antenne peuvent être utilisés pour le positionnement, à condition que les récepteurs appropriés soient mis en œuvre. « 

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Signes des lobes latéraux de Galilée. Gracieuseté de l’ESA.

Compte tenu du grand intérêt pour l’exploration et la colonisation de la Lune (plus de 50 missions commerciales et gouvernementales ont été annoncées d’ici 2024), cette technologie de récepteur NAVIMOON devrait jouer un rôle important dans la prochaine décennie, pas seulement sur Terre. – Des orbites de transfert lunaire, mais aussi pour fournir des services PNT améliorés aux utilisateurs de la Lune avec le déploiement d’une constellation lunaire qui permettra la fourniture de la navigation lunaire dans les zones obstruées par la Lune.

Prévu pour le lancement à la fin de 2023 en orbite lunaire, le public-privé Pathfinder lunaire comsat offrira des services commerciaux de relais de données aux missions lunaires, tout en élargissant les limites opérationnelles des signaux de navigation par satellite.

Pour un aperçu des techniques PNT lunaires et des missions à venir, voir À l’intérieur du GNSS Colonnes de documents de travail sur l’ensemble du paysage lunaire – scan GNSS (septembre / octobre 2020) et à travers le paysage lunaire – vers un système lunaire PNT dédié (novembre / décembre 2020).

SpacePNT s’associera à European Engineering & Consultancy (EECL) de Kingston-upon-Thames, au Royaume-Uni, en tant que sous-traitant pour la conception, la fabrication et la qualification de produits électroniques.