La NASA réussit pour la première fois à capter des signaux GPS sur la Lune

• Le 3 mars, la NASA et l’Agence spatiale italienne (ASI) ont réussi, via l’expérience de récepteur GNSS lunaire (LuGRE), à acquérir et suivre pour la première fois des signaux de navigation basés sur la Terre depuis la surface de la Lune
• Cela signifie que les signaux GNSS (Global Navigation Satellite System) peuvent être reçus et suivis sur la Lune, et cette avancée ouvre la voie à un soutien aux technologies autonomes de détermination de la position, de la vitesse et du temps pour les missions Artemis de la NASA ainsi que les futures explorations de la Lune et de Mars
• Il s’agit d’une étape fondamentale pour la mise en place future de systèmes de navigation de précision pour l’exploration lunaire et du deep space

Présentation de la mission LuGRE et principaux résultats

• LuGRE a aluni le 2 mars à bord de l’atterrisseur Blue Ghost de Firefly Aerospace
• La mission scientifique a commencé au centre de vols spatiaux Goddard de la NASA
• L’expérience a été menée avec l’attente de vérifier si les signaux GNSS du GPS et du système européen Galileo pouvaient être acquis et suivis
• Le 3 mars à 2 h du matin (EST), acquisition de signaux GNSS et premier verrouillage de navigation (Navigation Fix) réussis depuis la surface de la Lune à environ 360 000 km de distance

Autres records liés au GNSS et perspectives

• LuGRE a battu le record de réception d’un signal GNSS à la plus haute altitude jamais atteinte depuis la Terre
  • Le 21 janvier 2025, acquisition d’un signal GNSS à 330 800 km (209,900 miles) de la Terre
  • Le précédent record était détenu par la mission Magnetospheric Multiscale (MMS) de la NASA
  • Le 20 février, après l’insertion en orbite lunaire, réception de signaux GNSS également à une distance de 391 000 km (243,000 miles)
  • Cela confirme la possibilité d’utiliser le GNSS pour la navigation dans l’espace cislunaire (cislunar space)
• L’expérience LuGRE se poursuivra pendant 14 jours, avec la collecte prévue de données GNSS supplémentaires
• Il s’agit du premier cas où un matériel développé par l’Agence spatiale italienne fonctionne sur la Lune

Importance de la navigation dans le deep space basée sur le GNSS

• Jusqu’à présent, il fallait combiner des stations de suivi terrestres et les capteurs du vaisseau spatial pour déterminer la position
• LuGRE a démontré qu’une navigation automatique est possible à partir des seuls signaux GNSS
• Cela élargit les possibilités d’une navigation autonome indépendante et précise pour les sondes et les astronautes

Coopération autour du projet LuGRE et recherches futures

• Développé conjointement par le centre de vols spatiaux Goddard de la NASA, l’Agence spatiale italienne (ASI), Qascom et le Politecnico di Torino
• Financé et supervisé par le programme Space Communications and Navigation (SCaN) de la NASA
• Transporté vers la Lune via Firefly Aerospace dans le cadre du programme Commercial Lunar Payload Services (CLPS) de la NASA

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Avis Hacker News

• Malgré les défis liés à la distance et à la vitesse, le récepteur a atteint une précision de positionnement de 1,5 km et une précision de vitesse de 2 m/s
• Des signaux ont été reçus avec succès depuis 4 satellites GPS (fréquences L1 et L5) et 1 satellite Galileo (bande E1-E5)
• Le signal sera plus faible, mais il semble y avoir des avantages au fait d’être 21 fois plus loin : moins de bruit et presque pas de réflexions du signal
• Je me demande à quel point il est difficile de calculer la position lorsque les satellites sont concentrés dans une petite partie du ciel et relativement proches les uns des autres par rapport à leur distance avec le récepteur
• Le titre de l’article parle de GPS, mais en réalité des signaux ont aussi été reçus depuis GPS et Galileo, ce qui augmente le nombre de satellites GNSS disponibles pour obtenir un positionnement
• Ce n’est pas clair dans l’article, et c’est peut-être une question de débutant, mais je me demande si cela signifie qu’il n’est pas nécessaire de prendre en compte les effets de délai temporel
• L’essai a été fait depuis la Lune, mais cela ne semble pas limité à la Lune. On dirait qu’on peut obtenir une position partout en orbite terrestre jusqu’à 380 000 km d’altitude. Une précision de 1,5 km est impressionnante
• Au-delà de l’atténuation due à la distance, les satellites de navigation orientent principalement leurs antennes vers la Terre, même si certains peuvent aussi rayonner vers l’extérieur. Mais je ne m’attendrais pas à pouvoir en recevoir depuis la moitié des satellites
• Vraiment génial. Cela semble fonctionner uniquement du côté tourné vers la constellation GNSS. De l’autre côté, il n’y a aucun signal exploitable
• J’aime qu’on essaie ce genre d’idée inattendue
• Je me demande si cela rend inutile le Pathfinder de l’ESA. Ou peut-être que celui-ci mesure quelque chose de matériellement différent
• Je me demande quand on installera des satellites GPS autour de Mars. Ou peut-être qu’il vaudrait mieux en installer autour de la Lune. Avec 9K et 14K par rapport aux 12K du GPS, ils sembleraient assez éloignés de la surface sans que ce soit mauvais. Il y a aussi moins d’atmosphère et moins de bruit radio
• Jusqu’ici, je comprenais que le projet Artemis incluait la création d’un système PNT (positionnement, navigation et synchronisation) dans l’espace entre la Terre et la Lune. Je pensais que les satellites GNSS terrestres ne suffiraient pas. Je me demande si ce plan a changé