Компания SpaceX предложила Федеральной комиссии по связи США (Federal Communications Commission, FCC) использовать спутники Starlink в качестве альтернативы традиционной системе GPS. Об этом говорится в письме, направленном регулятору 8 мая 2025 года в рамках обсуждения перспективных решений для систем позиционирования, навигации и синхронизации времени (PNT).

Источник изображения: Unsplash, capnsnap

По данным SpaceX, компания уже ведёт работу над интеграцией технологии PNT в свой сервис Starlink, который предоставляет широкополосный доступ в интернет и мобильную связь через спутниковую группировку на низкой околоземной орбите. Запуск сервиса с поддержкой сотовых сетей намечен на июль 2025 года совместно с оператором T-Mobile.

В письме FCC SpaceX подчеркнула, что её спутники Starlink могут эффективно дополнить возможности GPS, которая исторически управляется одним поставщиком — Министерством обороны США. Компания обозначила такую альтернативу как «особенно привлекательную возможность, позволяющую быстро развернуть спутниковые группировки нового поколения с низкой задержкой передачи данных и повсеместной мобильной связью, одновременно обеспечивая услуги позиционирования и навигации».

В письме SpaceX не уточнила детали технической реализации публичного доступа к PNT через Starlink, однако заявила о готовности сыграть ключевую роль в создании более устойчивой и защищённой инфраструктуры позиционирования и навигации не только для США, но и для более чем 130 стран, где действует её сервис.

Разработка альтернативных решений PNT актуальна в контексте усиливающейся уязвимости единой системы GPS и необходимости поддержания технологического лидерства США в этой сфере.

Скорость движения спутников по орбите составляет тысячи километров в час, и без точной информации о ней велика вероятность столкновений или, по крайней мере, постоянного ожидания столкновений, что может быть ещё хуже. Измерение скорости осуществляется разными способами, и все они достаточно сложны. Учёные из США придумали простой и надёжный «спидометр» для космических аппаратов, который особенно пригодится в миссиях у других планет Солнечной системы.

Источник изображений: Los Alamos National Laboratory

Сегодня скорости и орбиты космических аппаратов у Земли и других планет вычисляют с помощью данных радарного наблюдения. На орбите Земли возможно измерение скорости по данным бортовых GPS-приборов с опорой на атомные часы. Все эти методы требуют сложных расчётов и постоянного получения наблюдательных данных, что в зависимости от сложности орбиты и расположения станций слежения возможно далеко не всегда. Поэтому простой бортовой прибор для измерения скорости конкретного аппарата вне зависимости от наличия наблюдателя и каналов связи — это крайне полезное решение, которое наверняка упростит навигацию в будущем.

Разработкой космического «спидометра» отметились специалисты Лос-Аламосской национальной лаборатории (Los Alamos National Laboratory) и Военно-воздушной академии США (United States Air Force Academy). Это два идентичных датчика плазмы в виде многослойных плазменных спектрометров. Один датчик устанавливается в передней части корабля по курсу движения, а второй — в задней, ориентированной в противоположную сторону.

При движении спутника по орбите Земли или вблизи других планет он сталкивается с множеством частиц плазмы — ионов атомов атмосферы. Эти ионы бомбардируют передний датчик, который фиксирует их плотность и энергию. Задний датчик, направленный в обратную сторону, будет получать существенно меньшее количество ионов, да и с меньшей энергией — в основном те, которые догоняют спутник или попадают в датчик сбоку. Сравнив показания двух датчиков и откалибровав их, можно получить точное значение скорости аппарата.

«[Спидометр космического аппарата] может обеспечить критически важные измерения скорости космического аппарата на борту в режиме реального времени, — говорит Карлос Мальдонадо (Carlos Maldonado) из Лос-Аламоса, главный исследователь проекта. — Эти измерения необходимы для повышения нашей способности точно прогнозировать местоположение спутников, чтобы мы могли выполнять манёвры и избегать других активных спутников и обломков».

Разработанное устройство прошло испытание в космосе на МКС. В настоящее время ведутся поиски коммерческих партнёров для запуска устройства в производство.

Россия планирует расширить сеть наземных корректирующих станций навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС. В скором времени одна из таких станций появится на территории Венесуэлы. Об этом в беседе с журналистами рассказал генеральный директор госкорпорации «Роскосмос» Дмитрий Баканов.

Источник изображения: АО «ГЛОНАСС»

«Скорее всего, в мае или июне мы откроем ещё одну дополнительную в Венесуэле», — приводит источник слова господина Баканова. Он также рассказал о необходимости дальнейшего развития российских навигационных услуг и экспортного потенциала, чтобы сделать их востребованными в Латинской Америке. Для этого и требуется введение в эксплуатацию дополнительных станций. Было отмечено, что «Роскосмос» намерен взаимодействовать со станциями региона, чтобы потребители ГЛОНАСС остались довольны качеством продукта.

Профессор Университета Бразилии Джованни Борджес подчеркнул важность сотрудничества с российской стороной, поскольку такая работа позволяет университету иметь доступ к данным, получаемым российскими станциями. Глава «Роскосмоса» вместе с президентом Бразильского космического агентства Марко Антонио Шамоном посетили российские квантово-оптическую и радиотехническую станции, расположенные на территории университета в столице Бразилии.

В стране работают четыре российские станции, ещё одна есть на Кубе и две в ЮАР. На территории России таких станций около трёх десятков. Они используются для определения расстояния до спутников ГЛОНАСС с точностью до миллиметра, за счёт чего повышается точность навигационных данных.

«Роскосмос» в 2030 году приступит к созданию дополнительного сегмента навигационной системы ГЛОНАСС из 240 спутников, которые будут перемещаться на низких орбитах, пишет «РИА Новости» со ссылкой на заявление начальника отдела департамента автоматических космических комплексов и систем специального и двойного назначения госкорпорации Ивана Ревнивых на Международном навигационном форуме в Москве.

Источник изображения: АО «ГЛОНАСС»

Согласно представленной Ревнивых на форуме презентации, в 2030 году будет выполнен запуск двух первых демонстрационных космических аппаратов дополнительного сегмента российской навигационной системы. В отличие от действующих спутников ГЛОНАСС, находящихся над Землёй на высоте около 19 тыс. км, космические аппараты дополнительного сегмента будут двигаться по орбите высотой около 800 км.

По словам чиновника, с запуском низкоорбитального сегмента система ГЛОНАСС станет доступна даже в сложных условиях. Также повысится её точность, увеличится мощность сигналов у Земли и помехоустойчивость, добавил он.

Ревнивых также сообщил, что к 2028 году «Роскосмос» планирует завершить развёртывание навигационных спутников нового поколения ГЛОНАСС-К2, которых будет запущено на орбиту более десятка. В настоящее время космическая группировка включает четыре спутника ГЛОНАСС-К, два аппарата ГЛОНАСС-К2 и 21 аппарат предыдущего поколения ГЛОНАСС-М.

Китай завершил развёртывание спутниковой сети навигации и связи в пространстве от Земли до дальней орбиты вокруг Луны. Это означает, что внутри огромного пространства вокруг Земли и Луны может быть обеспечено безопасное и точное перемещение космических аппаратов, а также станет доступной навигация по поверхности Луны. Подобная возможность открывает путь для первых практических шагов в сторону колонизации Луны и Марса, что трудно переоценить.

Ракета «Чанчжэн-2C» перед стартом. Источник изображения: Xinhua

Cislunar — пространство между Землёй и Луной, включая их орбиты, — в ближайшие десятилетия должно стать самым оживлённым местом Солнечной системы. Для гражданских и военных операций в этом пространстве создаются как новые ракетные двигатели, которые должны позволять быстро менять орбиты и обеспечивать длительное движение с ускорением без оглядки на ограниченные запасы топлива, так и собственная система связи и навигации. И если с двигателями всё непросто, то навигация и связь уже фактически работают, пусть и в ограниченном режиме.

Китайская спутниковая сеть «сислунной» навигации и связи опирается на три спутника: DRO-L, DRO-B и DRO-A. Аббревиатура DRO означает «дальняя ретроградная орбита» вокруг Луны, по которой спутники могут двигаться с экономией топлива. От Земли спутники DRO-B и DRO-A удаляются на 310–450 тыс. км. Спутник DRO-L выведен на околоземную полярную орбиту высотой 500 км. Все три спутника создают треугольник, с опорой на сигналы которого (и атомные часы на каждом аппарате) можно осуществлять навигацию в огромном пространстве.

Следует отметить, что запуск в космос спутников DRO-B и DRO-A сопровождался аварией. Из строя вышла разгонная ступень ракеты «Чанчжэн-2C», которая не смогла доставить аппараты на заданную траекторию. Более того, после отделения оба спутника начали неконтролируемо вращаться с частотой 1,8 об/с. Центробежная сила едва не уничтожила солнечные панели, изогнув их под немыслимыми углами.

К чести китайских специалистов, им в течение первых суток удалось стабилизировать полёт спутников. На свои целевые орбиты оба аппарата добирались с помощью двигателей коррекции орбиты. Для экономии топлива каждый запуск двигателей рассчитывался с учётом гравитационного импульса от Луны. Запущенные в марте 2024 года спутники пять месяцев добирались до места назначения и сделали это к концу августа.

На днях китайские СМИ сообщили, что система связи и навигации в окололунном пространстве начала свою работу. Теперь для точной навигации спутникам достаточно двух часов обмена сигналами, тогда как раньше на это уходило двое суток с привлечением земных наблюдателей.

«Раньше мы говорили о том, что хотим достичь звёзд, — поясняют создатели сети. — Сейчас мы фактически строим порт в дальний космос. Эта сеть из трёх спутников действует как "маяк" в окололунном пространстве, который может служить ориентиром для будущих лунных баз и даже служить каналом передачи данных для марсианских миссий».

2 марта 2025 года модуль Blue Ghost компании Firefly Aerospace совершил историческую посадку на Луну, став первым частным спускаемым аппаратом, выполнившим по-настоящему мягкий спуск на поверхность спутника. Но ещё задолго до спуска модуль впервые в истории начал принимать сигналы околоземной спутниковой системы навигации GPS, чем также продолжил заниматься после посадки. Это пригодится в будущих миссиях и упростит навигацию на Луне и рядом с ней.

Рассвет на Луне. Источник изображения: Firefly Aerospace

Среди приборов NASA на борту модуля Blue Ghost имеется приёмник LuGRE, созданный агентством вместе с итальянскими коллегами. Это модифицированный приёмник сигналов спутниковой навигационной сети GPS и Galileo. На Земле сегодня найдётся мало людей, которые бы не пользовались этими или другими службами спутниковой навигации. Но для Луны это первый опыт.

Модуль LuGRE начал принимать сигналы земной спутниковой навигации ещё до подлёта к Луне, установив два мировых рекорда по дальности работы систем GPS и Galileo: сначала на удалении 337 479 км (21 января), а затем на удалении 391 000 км (20 февраля). После посадки модуль также совершил привязку к системам GPS и Galileo, впервые испытав спутниковую навигацию непосредственно на поверхности Луны. Все эти данные NASA впоследствии проанализирует, чтобы понять, насколько эти земные системы навигации могут быть адаптированы к использованию в окололунном пространстве и на поверхности спутника.

Источник изображения: NASA

Если системы GPS или Galileo будут корректно работать в условиях Луны, то это позволит автоматизировать навигацию окололунных и лунных аппаратов. Сегодня за каждым из них следят целые команды операторов с использованием специализированных систем наблюдения. Переложив задачи навигации на плечи автоматики, можно сильно упростить управление лунными миссиями.

За последние полвека сложилась практика обновлять модель магнитных полюсов Земли каждые пять лет или реже выпускать одну внеплановую модель, если полюса мигрировали быстрее обычного — до 70 км/год. Сегодня была выпущена обновлённая модель магнитной карты планеты до 2030 года, которая учитывает смещение полюсов с 2020 года. Теперь Северный магнитный полюс официально нужно искать ближе к России, куда он сместился после столетий нахождения в Канаде.

Источник изображений: NOAA

Магнитные полюса планеты не остаются постоянными, поскольку внутри Земли находится неоднородное ядро из железа и никеля. Поэтому, благодаря изменению характеристик внутренней динамо-машины планеты, магнитные полюса способны смещаться, не совпадая при этом с географическими полюсами, которые остаются на своих местах.

Новая магнитная модель планеты, кстати, повысила разрешение измерений магнитного поля в 10 раз. Если раньше шаг измерений магнитного поля на экваторе составлял 3300 км, то в новой модели пространственное разрешение снижено до 300 км. Точность измерений и точные координаты магнитных полюсов позволяют повысить точность навигационных приборов, включая систему GPS. С появлением новой модели обновления будут проводиться ответственными компаниями и организациями. Смартфоны и трекеры для этого обновлять самостоятельно не нужно.

До обновления данных погрешность при путешествии от Южной Африки до Великобритании по геодезической прямой составляла 150 км. После обновления модели она сведётся к условному нулю.

Модель WMM (магнитная модель мира) создаётся совместными усилиями Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) и Геологической службы Великобритании (BGS). Получить доступ к ней можно поссылке .

Северный магнитный полюс был впервые открыт сэром Джеймсом Кларком Россом (James Clark Ross) на севере Канады еще в 1831 году. С тех пор учёные следят за его координатами и отмечают скорость изменения их положения. Миграция Северного магнитного полюса внезапно ускорилась с 2000 года и резко замедлилась примерно в 2019 году. Однако его движение в сторону России продолжится, и к 2030 году он приблизится ещё ближе к её сухопутным границам.

Космическая погода и состояние ионосферы Земли вносят ошибки в работу систем глобального позиционирования. Для их коррекции наземная сеть станций несколько раз в сутки создаёт карту поправок для работы спутниковых систем GPS. Карта не всегда успевает за динамикой изменений космической погоды, что может иметь последствия, например, для работы систем автопилота.

Оранжевым показана работа специальных станций, синим — смартфонов. Источник изображения: Nature 2024

Ионосфера нашей планеты начинается примерно с 50 км над уровнем моря и простирается до 1500 км. Она состоит из слабо заряженных (ионизированных) частиц, находящихся в магнитном поле планеты. В зависимости от активности Солнца объём ионизированной плазмы может увеличиваться или уменьшаться, причём эта неоднородность отличается от одной местности к другой и изменяется в реальном времени. Таким образом, динамика ионосферы постоянно вносит погрешности в данные GPS, что сказывается на точности определения координат приёмниками, например, смартфонами.

Регулярно обновляемые карты позволяют частично корректировать эти погрешности, как это делает алгоритм в смартфоне. Однако полностью устранить ошибки невозможно, так как специализированные станции не следят за ионосферой постоянно и расположены далеко не повсеместно. Учёные из Университета штата Колорадо в Боулдере (CU Boulder) совместно со специалистами Google придумали использовать для наблюдения за ионосферой миллионы обычных смартфонов. По точности сбора данных они уступают дорогостоящему научному оборудованию, но компенсируют это числом и покрытием. Подключив к программе 40 миллионов смартфонов по всему миру, исследователи смогли следить за ионосферой планеты с небывалой ранее точностью и в режиме реального времени.

Специальные станции глобального позиционирования охватывают лишь 14 % ионосферы. Использование смартфонов на добровольной и анонимной основе позволило увеличить этот показатель до 21 %. Исследователи смогли наблюдать явления в ионосфере, которые ранее не были видны в таком масштабе: движение ионосферных «пузырей» вверх и вниз, подобно воску в лавовой лампе, прогиб ионосферы над Европой и её возмущения над Северной Америкой. Учёные уверены, что перспективы такого подхода к наблюдению за ионосферой огромны, и он поможет значительно повысить точность работы систем глобального позиционирования.

Работа смартфонов в этой программе заключается в регистрации уровня замедления сигнала на приёмнике глобального позиционирования. Это достигается благодаря использованию штатного двухдиапазонного приёмника. На более длинных волнах сигнал замедляется сильнее, чем на коротких. Разница в измерениях позволяет определить плотность ионосферы на линии связи со спутниками. Учёные считают это колоссальным и пока недостаточно используемым инструментом для изучения ионосферы нашей планеты.

Компания Amazon ведёт разработку умных очков со встроенной функцией навигации для водителей и курьеров своей службы доставки. Об этом сообщает Reuters со ссылкой на пять источников, близких к вопросу. Затраты Amazon на доставку товаров выросли на 8 % и составили в третьем квартале $23,5 млрд. Компания ищет способы сокращения этих издержек, и умные очки могут стать частью решения проблемы.

Echo Frames. Источник изображения: Amazon

Предполагается, что устройство будет предоставлять водителям и курьерам пошаговую навигацию на небольшом встроенном экране по всему маршруту и ​​на каждой остановке. Помощь гаджета в указаниях направлений, предоставлении подсказок о препятствиях на пути, наличии животных рядом с местом доставки и т. д. позволит сэкономить секунды времени при каждой доставке, в конечном итоге сократив саму стоимость доставки. С учётом того, что в США ежедневно доставляются миллионы посылок, экономия даже нескольких секунд позволит существенно сократить издержки компании в логистике и повысить её прибыль в условиях жёсткой конкуренции на рынке со стороны других представителей отрасли.

По словам источников Reuters, проект находится на ранней стадии разработки и «всё ещё может поменяться». Если Amazon не будет удовлетворена получившимся результатом, то проект может быть отложен или вовсе заморожен. В Amazon отказались от комментариев по вопросу разработки указанных умных очков для своих водителей и курьеров.

«Мы постоянно внедряем инновации, чтобы сделать процесс доставки еще более безопасным и качественным для водителей. Однако мы не комментируем вопросы, связанные с нашей дорожной картой продуктов», — сказал представитель Amazon, отвечая на вопрос Reuters.

Источники издания отмечают, что сейчас Amazon пытается решить вопрос, как обеспечить работу очков в течение всего восьмичасового рабочего дня, и в то же время сделать их достаточно удобными и лёгкими, чтобы они не вызывали усталости при использовании. Также, по словам источников, сбор полных данных по каждому дому, тротуару, улице, бордюру и подъездной дороге может занять годы, но эти данные необходимы для создания наиболее оптимальных маршрутов доставки.

По данным самой Amazon, их доставщики за смену могут посетить более 100 адресов. С прогнозируемым повышением эффективности, которое, как ожидается, обеспечат новые умные очки для навигации, Amazon может попросить водителей доставлять больше посылок и посещать больше домов, говорят источники Reuters. Однако здесь возникает и другая сложность — как убедить тысячи водителей и курьеров использовать эти очки. Некоторые доставщики могут посчитать устройство неудобным и мешающим. Кроме того, многие из них используют очки для коррекции зрения.

Так называемая доставка «последней мили», то есть до двери получателя посылки, обходится очень дорого для логистических компаний, поскольку она требует навигации по районам, привлечения большего количества курьеров и повышает топливные затраты. Согласно некоторым оценкам, половина стоимости доставки товара к порогу клиента приходится именно на последнюю милю, пишет Reuters. Новые навигационные очки призваны сократить эти расходы.

Как сообщили источники издания, за основу для новых смарт-очков Amazon со встроенной системой навигации для водителей-доставщиков и курьеров компания взяла свои умные очки Echo Frames. Последние оснащены поддержкой цифрового ассистента Alexa, динамиками и воспринимают голосовые команды пользователя. Новый проект очков носит кодовое название Amelia. Продажи потребительских носимых устройств Echo Frames компании оказались разочаровывающими. Двое из источников Reuters заявили, что Amazon продала менее 10 000 единиц последнего поколения устройства, выпущенного в конце прошлого года. Новое поколение умных очков Echo Frames, в котором планируется использовать встроенный экран, может быть выпущено уже во втором квартале 2026 года, сообщили респонденты издания.

Apple продолжает вносить изменения в свою политику для соответствия требованиям действующего в Евросоюзе антимонопольного законодательства. На этот раз компания объявила о намерении в скором времени разрешить пользователям самостоятельно выбирать навигационное приложение и переводчик, используемые по умолчанию. Это означает, что жители ЕС смогут выбрать «Google Карты» в качестве приложения по умолчанию.

Источник изображения: 9to5mac.com

Несколько дней назад Apple обновила информацию о соответствии требованиям Закона о цифровых рынках (DMA) Евросоюза. Публикация в основном посвящена действиям, которые американская компания уже предприняла для соответствия антимонопольному законодательству в регионе. Однако в ней не обошлось и без нововведений, которые вступят в силу в следующем году.

«Весной 2025 года Apple добавит поддержку настроек по умолчанию для навигационных приложений и переводчиков», — сказано в сообщении компании. Это означает, что владельцы iPhone и других устройств Apple в Евросоюзе смогут делать то, о чём просили годами, например, установить «Google Карты» в качестве навигационного приложения по умолчанию.

Картографический сервис Apple совершенствуется на протяжении многих лет, но многие пользователи по-прежнему предпочитают ему «Google Карты». В следующем году они наконец смогут сделать приложение Google используемым по умолчанию. В дополнение к этому у жителей Евросоюза появится возможность выбора переводчика, что, вероятно, также станет хорошей новостью для владельцев устройств Apple. Упоминание весны 2025 года, как периода внедрения упомянутых опций, вероятно, означает, что эти изменения станут частью iOS 18.4, запуск которой должен состояться в апреле.

На днях в Милане официально стартовала общеевропейская программа Moonlight, целью которой является организация на Луне, а позже и на Марсе, сети мобильной связи и навигации. «Мы даже не осознаём, на что подписались», — примерно так представил инициативу один из участников программы. Но глаза боятся, а руки делают. Первый спутник проекта будет запущен в 2026 году, а предоставление услуг начнётся в 2028 году.

Художественное представление о работах на Луне. Источник изображения: ESA

Официальным инициатором программы «Лунный свет» выступает Европейское космическое агентство (ESA). В рамках программы предусмотрено создание группировки из пяти спутников-ретрансляторов на окололунной орбите. Спутники будут запущены для развёртывания лунных служб связи и навигации (LCNS). Услуги будут предоставляться государственным и частным компаниям. В течение следующих 20 лет ожидается запуск не менее 400 лунных миссий, каждой из которых потребуется связь со станциями на окололунной орбите и Землёй. Миссиям на лунной поверхности понадобится навигация для осуществления прицельных посадок и передвижения по Луне.

«ЕКА делает решающий шаг в поддержку будущего коммерческого лунного рынка, а также текущих и будущих лунных миссий», — сказал Йозеф Ашбахер (Josef Aschbacher ), генеральный директор ЕКА на церемонии подписания соглашения Moonlight в Милане. Множеству компаний и государственным структурам не придётся думать о связи, экономя ресурсы на оборудовании и реализовывая свои уникальные задачи.

Первым шагом станет запуск экспериментального спутника-ретранслятора Lunar Pathfinder. Производством аппарата займётся компания Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL). Запуск ожидается в 2026 году. Первые услуги сети Moonlight планируется начать предоставлять к концу 2028 года, а в полном объёме система должна заработать к 2030 году.

Помимо ESA, в программе Moonlight участвуют NASA, JAXA и множество компаний со всего мира. Однако самый большой кусок пирога Европа надеется оставить себе. Это могут быть исключительные коммерческие выгоды для европейских компаний и Европейского союза. В случае успеха на основе лунной сети связи и навигации ESA рассчитывает создать аналогичную сеть у Марса. На этот счёт в агентстве уже придумали имя для марсианской инфраструктуры — MARCONI, но это будет уже другая история.

Американское NASA при поддержке европейских и японских партнёров разрабатывает концепции навигационной системы для Луны, которая может быть развёрнута уже в конце 2020-х годов. В июле Китайское национальное космическое управление (CNSA) представило свои планы по развёртыванию группировки из 21 спутника связи и навигации для лунных миссий.

Источник изображения: pixabay.com

Эти проекты появились потому, что в ближайшие годы планируется начало полномасштабной деятельности и исследований на Луне — это потребует сложной логистики, включая системы позиционирования, навигации и синхронизации, которые активно используются в земной инфраструктуре. NASA в рамках программы Artemis рассчитывает произвести высадку астронавтов в области Южного полюса на Луне, что потребует надёжных линий связи и точных служб определения местоположения. Китай также намеревается до конца десятилетия произвести высадку на Луне, а множество правительственных и частных организаций в ближайшем будущем отправит туда исследовательские аппараты.

Коммерческий космический сектор изучает возможности, которые сулит молодая лунная экономика: добыча ресурсов, производство в условиях низкой гравитации, научные исследования и туризм. Это потребует надёжной спутниковой системы, которая подходит для Луны — по крайней мерее отдельных её регионов. И если на начальном этапе активная работа будет вестись в области Южного полюса, то навигация и связь должны быть обеспечены в этом регионе, но в долгосрочной перспективе потребуется охват всего спутника Земли.

Для реализации этих проектов потребуется ответить на несколько сложных вопросов. К примеру, вопрос времени. Учёт лунных миссий ведётся, исходя из циклов лунных ночи и дня, которые длятся по две земных недели; но пока на Луне отсутствует стандартная шкала, подобная системе всемирного координированного времени, которая является исходной для всех земных часов.

Источник изображения: David / pixabay.com

Благодаря точному измерению времени на свет появились земные системы спутниковой навигации: американская GPS, китайская BeiDou, российская ГЛОНАСС и европейская Galileo. Спутники всех этих группировок оборудуются атомными часами, которые помогают определять время с точностью до нескольких миллиардных долей секунды. Местоположения на Земле рассчитываются на основе времени прохождения спутниковых сигналов до наземных приёмников — сдвиг на одну наносекунду даёт погрешность на 30 см. Поэтому точное определение времени важно и в лунных условиях, но есть одна сложность: часы на Луне идут немного быстрее, чем на Земле — так работает общая теория относительности, которая гласит, что массивные объекты замедляют течение времени.

Часы на Луне уходят вперёд от земных примерно на 56 микросекунд в день, гласят результаты опубликованного учёными NIST исследования. При этом относительное движение Луны оказывает на часы противоположное влияние, слегка их замедляя, но этот фактор недостаточно выражен, чтобы значительно влиять на гравитационный эффект, который их ускоряет.

Точная конфигурация лунных спутниковых группировок пока не определена. Американское NASA, европейское ЕКА и японское JAXA сейчас курируют проекты навигационных систем, которые будут разрабатываться совместно с коммерческими партнёрами. В NASA это «Лунная система ретрансляции и навигации» (Lunar Communication Relay and Navigation System); в ЕКА — Moonlight Initiative; в JAXA — «Лунная навигационная спутниковая система» (Lunar Navigation Satellite System). И все они объединятся в совместимую структуру LunaNet, которая обеспечит партнерским проектам взаимодействие. То есть каждый участник работает над своим проектом, но все они будут работать в единой системе.

Предполагается, что европейская Moonlight будет представлена группировкой из как минимум пяти аппаратов: одного большого спутника связи и четырёх навигационных, которые будут размещены на специальных орбитах для оптимизации покрытия на Южном полюсе. Это обеспечит 15 часов надёжного приёма сигнала в сутки, но архитектура Moonlight предполагает возможность масштабирования, то есть для более сложных миссий можно будет запускать новые аппараты.

Мнения Китая и других стран в отношении систем лунной навигации пока неизвестны — не исключено, что на Луне их будет несколько, как и на Земле. В марте страна запустила на лунную орбиту спутник «Цюэцяо-2» (Queqiao-2), предназначенный для работы в качестве ретранслятора. Впрочем на некоторых международных форумах Китай выражал «заинтересованность в достижении международной совместимости».

Первую в России технологию для ускорения определения местоположения на смартфонах, которая представляет собой аналог западного A-GPS, разработали в АО «ГЛОНАСС». Об этом представителям СМИ рассказал глава компании Алексей Райкевич.

Источник изображения: Thom Holmes / unsplash.com

«АО «ГЛОНАСС» — оператор госинформсистемы «ЭРА-ГЛОНАСС», разработало первую в России технологию А-ГЛОНАСС (А-ГНСС), ускоряющую определение местоположения для мобильных устройств», — рассказал Райкевич. Он добавил, что продукт уже внесён в единый реестр отечественного ПО Минцифры, а решение экспертного совета ведомства подтверждает полное соответствие требованиям к ПО, которое разрабатывается и используется в России. «А-ГЛОНАСС готова к установке на смартфоны с отечественными операционными системами, на российскую аппаратуру спутниковой навигации, устройства вызова экстренных оперативных служб (кнопки SOS) и тахографы», — добавил глава АО «ГЛОНАСС».

В беседе с журналистами Райкевич рассказал, что обработка смартфонами и другими мобильными устройствами координат от глобальных спутниковых систем навигации занимает от десятков секунд до нескольких минут. Особенно чувствительны задержки в городах, на территории которых плотная застройка мешает приёму спутникового сигнала. Технология А-ГЛОНАСС делает обработку данных незаметной для человека благодаря тому, что необходимая для определения местоположения информация при открытии приложений, электронных карт и навигаторов дополняется вспомогательными данным, передаваемыми через интернет, мобильные сети и Wi-Fi.

«А-ГЛОНАСС обеспечивает качественное импортозамещение A-GPS и, в отличие от зарубежных аналогов, российская технология не передаёт данные о местоположении мобильного устройства на сервера иностранных компаний и повышает информационную безопасность пользователей», — считает господин Райкевич.

В сообщении отмечается, что новая технология с точки зрения наземной навигации исключает зависимость России от зарубежного оборудования и технологий, от отключения или каких-либо ограничений работы аналогичных решений. Внедрение А-ГЛОНАСС должно дать импульс производству российской навигационной аппаратуры, которая будет предоставлять пользователям внутри страны передовое ПО в сферах определения местоположения и защиты от подмены сигнала. Отмечается, что разработка не имеет аналогов в России и она поможет сформировать навигационный и технологический суверенитет страны, а также повысит безопасность данных миллионов россиян.

Сегодня система ориентации дронов в пространстве, например, для самостоятельного возвращения на базу, требует либо радиосигналов, либо мощных вычислительных средств на борту коптеров. Такие решения не подходят для работы в условиях ограничения связи или для миниатюрных устройств. В то же время муравьи и пчёлы не имеют проблем с ориентацией в пространстве, несмотря на свою миниатюрность. Оказалось, что дроны тоже так могут.

Источник изображений: TU Delft

Муравьи для запоминания обратной дороги сочетают два подхода. Во-первых, своими глазами они делают «панорамные снимки» окружающей местности. Во-вторых, они «подсчитывают» количество шагов между местами, которые запоминают. Сопоставляя одно и другое муравей способен вернуться домой после любого путешествия. Воздушные дроны не могут подсчитывать шаги, хотя возможность делать панорамные снимки для них не проблема.

Летающие дроны могут воспользоваться иным методом одометрии, подсмотренным у пчёл. Пчёлы запоминают скорость перемещения между локациями по скорости перемещения объектов, над которыми они пролетают. Это также помогает запомнить направление движения.

Учёные из Делфтского технического университета в Нидерландах (TU Delft) совместили обе технологии в крошечном 56-грамовом квадрокоптере CrazyFlie, который был слишком мал, чтобы нести мощную систему автономной навигации. При смене маршрута он делал панорамный снимок местности, а затем запоминал время и скорость движения к следующему месту съёмки. Прокручивая локации в обратном порядке, дрон смог вернуться домой по 100-м лабиринту, задействовав всего 1,16 Кбайт памяти.

Когда-нибудь тысячи крошечных дронов с подобной технологией смогут самостоятельно выполнять свою работу по инспекции объектов, мониторингу сельхознасаждений или даже опылению растений, полагаясь лишь на муравьиную способность ориентироваться в пространстве. Это будет забавный виток эволюции.

Финансируемый властями Евросоюза консорциум INPHOMIR объявил о намерении разработать датчики, которые помогут спутникам осуществлять навигацию с более высокой точностью, а беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) — преодолевать большие расстояния, пишет Reuters.

Источник изображения: inphomir.eu

INPHOMIR планирует создать два новых датчика с ультранизким потреблением энергии, оптический гироскоп и лидар, которые повысят эффективность и доступность космических миссий. Проект оценивается в €5 млн — он обеспечивается за счёт программы финансирования исследований и инноваций в Евросоюзе Horizon Europe.

Системы спутниковой навигации могут работать со сбоями в условиях плохой видимости, при тумане и пыли. Даже небольшие ошибки в измерениях могут вызвать значительные аномалии в позиционировании и расчёте траектории, а также обернуться миллионными издержками.

INPHOMIR разрабатывает датчики на основе фосфида индия — это позволяет повысить эффективность, а также снизить массу и размеры фотонных интегральных схем, в которых для передачи и обработки информации используется свет. Эти технологические решения могут оказаться полезными в работе навигационных модулей БПЛА и транспортных средств с автопилотом.