Forscher aus Breslau arbeiten an einem Satellitennavigationssystem auf dem Mond

Forscher des Instituts für Geodäsie und Geoinformatik der Universität für Biowissenschaften in Breslau sind Mitglieder eines internationalen Konsortiums, das von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) eine Finanzierung für die Entwicklung eines konzeptionellen Navigationssystems für Mondmissionen erhalten hat. Ein solches System wird sowohl die Erforschung des Mondes selbst als auch die Umsetzung von Plänen, den Trabanten als Etappe einer bemannten Mission zum Mars zu nutzen, erheblich erleichtern.

Auf der Erde gibt es mehrere Satellitennavigationssysteme, darunter das populärste GPS. Ähnliche Systeme gibt es jedoch nicht für den Mond. Deshalb konnte die GRAIL-Mission, die das Gravitationsfeld des Mondes untersucht, eine Seite davon, die von der Erde aus sichtbare, brillant kartieren. Sobald sich GRAIL jedoch auf der gegenüberliegenden Seite des Mondes befand, verlor es den Kontakt zu den Navigationssatelliten, so dass seine Fähigkeit, seine Position genau zu bestimmen, erheblich abnahm.

Die NASA will in einigen Jahren die erste bemannte Mission zum Mond seit Jahrzehnten entsenden und plant den Bau einer Station in der Umlaufbahn des Modes und die Durchführung von Arbeiten auf der Mondoberfläche. Sowohl die Menschen, die dort arbeiten, als auch die autonomen Geräte benötigen ein effektives System zur Bestimmung ihrer eigenen Position.

Die ESA ist federführend beim Moonlight-Programm, das Möglichkeiten zur präzisen Navigation und Kommunikation auf der gesamten Mondoberfläche erforscht. Das Programm ist ein mehrstufiges Programm mit einem schrittweisen Ansatz. Zunächst wird es notwendig sein, Positionierungsfähigkeiten für die Erde-Mond-Transferbahn, dann für Satelliten in der Mondumlaufbahn und schließlich für Landeanflüge und Operationen auf der Oberfläche des Mondes bereitzustellen.

Das Projekt sieht vor, dass zwischen 2022 und 2025 bestehende Konstellationen von Navigationssatelliten genutzt werden. In Phase II, die für die Jahre 2025-2035 geplant ist, sollen mehrere Satelliten in eine Mondumlaufbahn gebracht und zusätzliche Signale von der Mondoberfläche übertragen werden. In Phase III, d. h. nach 2035, wird schließlich ein vollständiges Mondnavigationssystem einsatzbereit sein.

Die polnischen Wissenschaftler Prof. Krzysztof Sosnica, Dr. Radosław Zajdel und Dr. Grzegorz Bury nehmen am ATLAS-Projekt teil, das gerade im Rahmen von Phase II von der ESA gefördert wurde. Aufgabe von ATLAS wird es sein, verschiedene technische Lösungen für das Mondnavigationssystem zu untersuchen und die Möglichkeiten der ein- und zweiseitigen Kommunikation zwischen Erde und Satelliten sowie zwischen Mondrelais und Satelliten zu testen. Außerdem sollen Verfahren für die Transformation zwischen Mond-, Erd- und Himmelsreferenzsystemen (Inertialsystemen) entwickelt werden. Die Mitglieder des ATLAS-Projekts müssen auch die Qualität der Positionierung sowohl auf dem Mond als auch in seiner Umlaufbahn testen.