NASAとイタリア宇宙機関、将来の月航行技術をテスト

こうした開発への道を開く技術実証として、NASAとイタリア宇宙機関の共同プロジェクトであるLunar GNSS Receiver Experiment （LuGRE）ペイロードがある。これは、月面での測位、ナビゲーション、タイミングに既存のGNSS（全地球航法衛星システム）信号を使用することの実現可能性を実証するものだ。

LuGREは、NASAのCLPS（Commercial Lunar Payload Services）イニシアチブの一環として予定されている月への輸送航海中に、月への移動中、月周回中、そして最終的には月面で最大2週間にわたり、米国のGPSと欧州連合のGalileo GNSSコンステレーションの両方から信号を取得して追跡する能力を実証する予定だという。

LuGREペイロードは、月面上および月面周辺でのGNSS信号受信とナビゲーションの初のデモンストレーションの1つであり、月探査ミッションがナビゲーションと測位技術にアクセスする方法の重要なマイルストーンである。

成功すれば、LuGREは宇宙船が月までの距離にある既存のGNSS衛星からの信号を使用できることを実証し、月ナビゲーションにおける地球上の地上ステーションへの依存度を軽減する。

現在、GNSSコンステレーションは、ナビゲーション、銀行業務、電力網の同期、携帯電話ネットワーク、通信などの重要なサービスをサポートしている。地球近傍宇宙ミッションでは、飛行中にこれらの信号を使用して、位置、速度、時間などの重要な運用情報を決定する。

NASAとイタリア宇宙機関は、GNSSの使用例の境界を拡大したいという。2019年、磁気圏マルチスケール（MMS）ミッションは、地球表面から116,300マイルの距離でGPS信号取得の最長距離の世界記録を更新した。これは、地球と月の間の238,900マイルのほぼ半分に相当する。現在、LuGREはその距離を2倍にできる。

ワシントンのNASA本部でNASA副次官補兼SCaN（宇宙通信航法）プログラム・マネージャーを務めるケビン・コギンズ氏は、次のようにコメントする。

GPSは地球上での私たちの生活をより安全でより生きやすくしてくれます。
私たちが人類を地球外に広げようとしている中、LuGREはこの素晴らしい技術が月でも同じように役立つことを証明してくれるはずです。

NASA、Firefly、Qascom、イタリア宇宙機関のチームメンバーがクリーンルームで LuGRE ハードウェアを検査しています

信頼性の高い宇宙通信およびナビゲーションシステムは、NASAのすべてのミッションで重要な役割を果たし、有人ミッションと無人ミッションの両方において宇宙から地球への重要な接続を提供する。

NASAの近宇宙および深宇宙ネットワークは、政府と民間の資産を組み合わせて、太陽系全体での科学、技術のデモンストレーション、および有人宇宙飛行ミッションをサポートしている。

メリーランド州グリーンベルトにあるNASAゴダード宇宙飛行センターで測位、航法、タイミングの政策責任者を務めるジョエル・パーカー氏は、次のようにコメントする。

このミッションは単なる技術的なマイルストーンではありません。
私たちは、すべての人の利益のために、より多くの、より良い月へのミッションを実現したいと考えています。そして、それを国際的なパートナーとともに実現したいと考えています。

データ収集用のLuGREペイロードは、NASA主導のシステムエンジニアリングとミッション管理を、イタリア宇宙機関とその業界パートナーであるQascomが開発した受信機ソフトウェアとハードウェアと組み合わせたものであり、月面で動作する初のイタリア製ハードウェアだ。

LuGREが収集するデータは、NASAやイタリア宇宙機関だけでなく、すべての月探査ミッションにGNSSの利用の扉を開くことを目的としている。LuGREの運用完了後約6か月で、これらの機関は月面GNSS研究への一般および商業的なアクセスを拡大するために、そのミッションデータを公開する。

ファイアフライ・エアロスペース社のブルー・ゴースト・ミッション・ワン着陸船は、NASAのCLPS（商業月面ペイロードサービス）イニシアチブとアルテミス計画の一環として、NASAの科学技術機器10台を月へ運んでいる。

NASAゴダード宇宙基地のナビゲーションおよびミッション設計エンジニア、ローレン・コニツァー氏は、次のようにコメントする。

LuGREのようなプロジェクトはNASAだけのものではありません。
これは人類の利益のために私たちが行っていることです。私たちは月GNSSが機能することを証明するために取り組んでおり、その発見を世界と共有しています。

LuGREペイロードは、NASAのCLPSイニシアチブを通じて今回の配送で月面に打ち上げられるNASA資金による科学実験10件のうちの1つだ。CLPSを通じて、NASAはアメリカ企業と連携して、商業配送の配送および数量契約を提供し、月探査の促進と持続可能な月面経済の発展に取り組んでいる。2024年現在、NASAは14の民間パートナーと現在および将来のCLPSミッションの契約を結んでいる。

LuGREのような実証は、月面におけるGNSSベースのナビゲーションシステムの基礎を築く可能性がある。これらの既存のシステムと、新たに登場する月に特化したナビゲーションソリューションを結び付けると、アルテミス時代のすべての宇宙船が月面を航行する方法が定義される可能性がある。

地球のGNSS衛星群から信号を受信する、ブルー・ゴースト月着陸船に搭載されたLuGREのアーティストによる概念図

このペイロードは、NASAゴダード宇宙飛行センターとイタリア宇宙機関の共同作業だ。LuGREペイロードの資金提供と監督は、同機関のSCaNプログラムオフィスが行っている。このペイロードは、NASAのCLPSイニシアチブに基づく飛行であるファイアフライ・エアロスペース社による月面への輸送のために資金提供された10の研究および技術実証の1つとしてNASAに選ばれたという。

▶︎NASA