¿GPS/Iridium para presencia humana en Marte?

Si asumimos que los humanos eventualmente visitarán (si no colonizarán) Marte, y consideramos los beneficios para la navegación terrestre y la comunicación de los sistemas GPS e Iridium ...

¿Un precursor del viaje humano a Marte sería lógicamente el establecimiento de una constelación de satélites de navegación al estilo GPS y/o una constelación de satélites de comunicación al estilo Iridium en la órbita marciana?

¿Es eso algo que los planificadores de la misión a Marte han incluido en sus planes, han considerado o han descartado como innecesario?

El estilo Iridium está desactualizado incluso en la tierra. La generación actual (por ejemplo, Thuraya y Tiantong) de sistemas de telefonía satelital utiliza un satélite GEO/GSO para apuntar docenas de haces a la tierra, cada uno de los cuales cubre una pequeña región como lo hace el satélite de Iridium.

Respuestas (4)

Un sistema de GPS de Marte no puede ser una alta prioridad considerando los desafíos del soporte vital. El GPS es un éxito en la Tierra porque tiene miles de millones de usuarios. Si divide el costo de miles de millones de dólares en, digamos, 12 astronautas en Marte, necesita un uso extremadamente productivo para motivar la inversión.

Sin un campo magnético global, una brújula es inútil en Marte, por lo que se necesita una ayuda para la navegación. Pero las radiobalizas en tierra en los sitios de aterrizaje serían mucho más rentables.

La última oración es lo que hace que esta sea la respuesta correcta, al menos en el futuro previsible. Las balizas serían órdenes de magnitud más baratas que un sistema GPS de Marte. Las balizas ayudan a resolver el problema de la navegación a estima para el aterrizaje de precisión en un sitio predeterminado. No son una solución global (ahora necesita muchas balizas), pero esa no es la preocupación en el futuro previsible.
Rogaría no estar de acuerdo: precisar el aterrizaje en un lugar inexplorado requiere ayudas a la navegación basadas en satélites. Un sistema GPS es demasiado costoso, pero obtener actualizaciones de rango y velocidad de rango de satélites con órbitas conocidas será de mucha ayuda durante las primeras maniobras de corrección de trayectoria.
@Deer Hunter Se considera un sistema de navegación relativa al terreno (visual) para el rover de Marte 2020 de la NASA. Ciertamente suena como un concepto factible. A menos que haya una tormenta de arena, como cuando aterrizó el Mars 3 soviético en 1971... planetary.org/blogs/guest-blogs/van-kane/…
La navegación óptica es necesaria para la fase de descenso, para compensar las discrepancias de vientos y atmósfera. Satnav lo complementa al permitir correcciones mucho antes de la entrada.
Pero más de 4 satélites GPS en la órbita de Marte podrían costar más que todo el programa MER. Aterrizar con mejor precisión que MSL Curiosity no vale tanto, hasta que haya una colonia humana sustancial allí.
Sí, lo que más me preocupa son las misiones de reabastecimiento y vuelos múltiples.
El reabastecimiento apunta a una estructura existente. Solo incluye una baliza en esa estructura. Tal vez varias balizas en las inmediaciones generales para la triangulación, y ya está.

Cada orbitador en Marte tiene una misión secundaria como satélite de retransmisión de datos para otras misiones a Marte. Mars Reconnaissance Orbiter (NASA), Mars Express (ESA), Mars Odyssey (creo) se utilizan para transmitir datos de los módulos de aterrizaje más pequeños a la Tierra.

Entonces, una pequeña red de satélites de comunicación ya está en órbita y algunos más están por venir.

Ninguno de ellos tiene relojes con la precisión necesaria para la navegación estilo GPS, pero parece probable algún sistema similar, aunque solo sea para búsqueda y rescate, una vez que ocurra una exploración/habitación tripulada seria de Marte.

Pero probablemente aún faltan varias décadas, a pesar de Elon Musk.

centauri-dreams.org/?p=33059 Con la esperanza de ver algunos relojes muy precisos en varios lugares, incluso si tardamos en superar a LEO con monos enlatados.

Un solo satélite "Geo" podría funcionar

La primera "constelación" de GPS/Comunicaciones de uso humano en Marte podría ser un solo satélite en la órbita estacionaria de Marte.

Las misiones/colonias iniciales probablemente no viajarán muy lejos del lugar de aterrizaje: será difícil brindar soporte vital en largas distancias. Incluso suponiendo una colonia de varios cientos de personas, es poco probable que los individuos más alejados estén a más de unas pocas millas de distancia entre sí.

Por lo tanto, un solo satélite estacionario en Marte podría proporcionar comunicaciones de regreso a la Tierra, comunicaciones de "largo alcance" dentro de la colonia y, si se combina con algunos transmisores de superficie, navegación y sincronización de precisión.

¿No pasaría un satélite sincrónico con Marte aproximadamente la mitad de su tiempo con Marte entre él y la Tierra? Necesitaría al menos algunos relés adicionales.
@Cadence: suponiendo que necesite comunicaciones las 24 horas, los 7 días de la semana, probablemente necesite dos satélites estacionarios de Mar más como relés. Pero las comunicaciones 24/7 pueden no ser necesarias.
Así lo hacen Thuraya y Tiantong en la tierra. El enfoque de "torre celular basada en satélite" de Iridium está desactualizado.

Los alunizajes del Apolo estaban en un aprieto similar: sin GPS. Utilizaron ángulos sextantes entre estrellas y mapearon características terrestres lunares para actualizar su vector de estado de órbita lunar. Se podría utilizar una técnica similar en las aproximaciones de aterrizaje en Marte. Esto permitiría una precisión de aproximación similar a los aterrizajes de Apolo en la Luna.

Si el lugar de aterrizaje en Marte hubiera estado previamente equipado con radiobalizas, entonces podrían entrar en juego las radiobalizas terrestres.

Incluso los sistemas de navegación por radio DECCA podrían proporcionar una precisión de varios metros. Un trío de balizas que rodeen el lugar de aterrizaje proporcionaría una excelente posición x/y, pero probablemente sería necesario aumentar la elevación con un altímetro de radar.

¿Podría la navegación sextante de Apolo usar una geometría similar a la navegación marina?

La precisión de Loran-C no era la precisión del metro, en muy buenas condiciones alrededor de 10 m.
@Uwe ... tienes razón. Sin embargo, DECCA (un sistema aún más antiguo) fue más preciso que LORAN. Según en.wikipedia.org/wiki/Decca_Navigator_System , la precisión de DECCA podría alcanzar "unos pocos metros en la línea de base". En la aplicación que se está considerando (aterrizaje en la base de Marte), presumiblemente se construiría con la LZ en la línea de base.
@Uwe... Mientras trabajábamos con el Servicio Hidrográfico Canadiense en la década de 1980, integramos GPS, LORAN y DECCA. Había muy pocos satélites GPS en ese momento para fijar GPS las 24 horas del día, los 7 días de la semana, por lo que las posiciones se interpolarían utilizando DECCA en el medio. Según nuestra experiencia, la posición de DECCA era repetible desde unos pocos metros hasta varios cientos de millas mar adentro. DECCA en sí mismo no sería adecuado para una aproximación al módulo de aterrizaje de Marte, pero según mi experiencia, usar el posicionamiento por radio para la aproximación al módulo de aterrizaje de Marte parece un desafío trivial.
¿GPS/Iridium para presencia humana en Marte?
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