Polska wśród krajów współtworzących pierwszy pozaziemski system GNSS

Pracownicy Instytut Geodezji i Geoinformatyki Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu uczestniczą w projekcie Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) Moonlight polegającym na budowie systemu łączności i nawigacji dla przyszłych misji księżycowych. 

System ma pełnić podobną funkcję jak GPS na Ziemi: pozwalać astronautom, łazikom i lądownikom na precyzyjne określanie położenia oraz zapewniać niezawodną łączność. Kluczowym elementem projektu jest Lunar Radio Navigation Service (LRNS) – miniaturowa wersja systemu GNSS (takiego jak GPS czy Galileo), przystosowana do trudnych warunków wokół Księżyca. We wrześniowym wydaniu z 2025 roku w czasopiśmie NAVIGATION ukazał się artykuł zatytułowany "A Novel Orbit Determination and Time Synchronization Architecture for a Radio Navigation Satellite Constellation in the Cislunar Environment". Praca opisuje nową architekturę systemu nawigacyjnego, opracowaną przez europejskie konsorcjum ATLAS, w którym uczestniczą m.in. pracownicy IGiG Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Naukowcy przedstawili:

• Metodę śledzenia czterech satelitów jednocześnie za pomocą niewielkich anten naziemnych (średnica ok. 30 cm), co obniża koszty i ułatwia budowę infrastruktury.
• Łącza radiowe w paśmie K (22–27 GHz), które zapewniają znacznie większą dokładność i odporność na zakłócenia niż tradycyjnie stosowane pasmo X.
• Nowatorskie obserwacje interferometryczne (SBI – single-beam interferometry), które poprawiają precyzję wyznaczania orbit satelitów.
• Synchronizację czasu na poziomie pojedynczych nanosekund między satelitami, co jest kluczowe dla działania systemów nawigacyjnych.
• Nowy format depeszy nawigacyjnej, w którym zastosowano wielomiany Czebyszewa do opisu orbit – rozwiązanie już wcześniej zaprojektowane przez zespół z Wrocławia.

Polacy odegrali kluczową rolę w opracowaniu metod reprezentacji efemeryd satelitarnych – czyli sposobu kodowania i przekazywania użytkownikom informacji o położeniu satelitów. To właśnie te dane pozwalają odbiornikom na obliczanie własnej pozycji. Teraz te rozwiązania znalazły swoje miejsce w oficjalnej propozycji architektury systemu ESA.

System nawigacyjny na Księżycu, który zostanie zrealizowany już w 2028 r., umożliwi przede wszystkim bezpieczne lądowania w trudnym terenie, np. w pobliżu bogatych w lód wodny kraterów na biegunie południowym. Pozwoli także na autonomiczną pracę łazików i robotów górniczych. Dzięki temu stanie się podstawą do dalszych misji, m.in. budowy stałych baz czy lotów na Marsa.

Źródło: IGIG UPWr