SpaceX könnte Starlink in ein ultrapräzises GPS-Netzwerk verwandeln

In den letzten fünf Jahren hat SpaceX an einem unglaublich großen Projekt gearbeitet: The Starlink Satellitenkonstellation. Der große Plan besteht darin, über 12.000 Satelliten (oder mehr) in eine erdnahe Umlaufbahn zu befördern und dort zu platzieren wellenförmige, gitterartige Anordnung, die es SpaceX ermöglicht, Hochgeschwindigkeits-Breitband-Internet in jeden Winkel von zu liefern der Planet.

Bisher hat SpaceX gesendet fast 900 Starlink-Satelliten in die Umlaufbahn und sogar Beta-Zugang eingeführt zu seinem jungen Satelliten-Internetdienst. Aber der Internetzugang ist möglicherweise nicht der einzige Trick Megakonstellation hat es in petto. Forscher glauben, dass es auch für eine sekundäre Mission genutzt werden könnte: die Entwicklung eines Navigationssystems der nächsten Generation, das GPS ersetzen könnte.

Mehr als Breitband

Peter Iannucci und Todd Humphreys vom Radionavigation Laboratory an der University of Texas in Austin haben untersucht, wie dies erreicht werden könnte, und haben kürzlich eine Studie veröffentlicht

„Wovon wir sprechen, ist ein System, bei dem die Positionierungsmission nicht die finanzielle Belastung tragen muss „Wir unterstützen Zehntausende von Satelliten, weil sie eine Hauptaufgabe haben, nämlich den Internetdienst“, sagt Ianucci sagt. „Jeder muss einen Internetdienst haben.“

Da sich diese Satelliten in einer erdnahen Umlaufbahn befinden (ungefähr 350 Meilen von der Erdoberfläche entfernt) und daher näher am Planeten als herkömmliches GPS B. Satelliten (die in einer Entfernung von etwa 12.000 Meilen kreisen), könnten sie theoretisch ein stärkeres Signal für die Navigation erzeugen als GPS. Dies würde dazu beitragen, zu verhindern, dass das Signal absichtlich oder unabsichtlich gestört wird, was bei herkömmlichem GPS relativ einfach zu bewerkstelligen ist. Ianucci sagt, dass GPS-Signale ständig versehentlich gestört werden.

„GPS-Störungen sind selbst für Amateure leicht zugänglich – selbst Gelegenheitsspieler können GPS absichtlich oder unabsichtlich stören“, sagt Ianucci. „Diese [erdnahen] Signale könnten etwa 400.000-mal immun gegen Störungen sein. Das ist groß."

Um eine verbesserte Navigation zu erreichen, bräuchten diese kleinen Satelliten im erdnahen Orbit laut Ianucci lediglich ein Software-Update. Diese Satelliten wissen bereits ungefähr, wo sie sich befinden, was notwendig ist, um eine Kollision zu verhindern. Aber Ianucci sagt, dass das Software-Update es ihnen ermöglichen würde, viel genauer zu wissen, wo sie sich befinden Grad.

„Wir würden auf Software-Upgrades drängen und möglicherweise auch auf Hardware-Upgrades, die das tun würden Verfeinern Sie diese Positionierungsschätzungen über das hinaus, was für einen sicheren Orbitbetrieb erforderlich ist“, Ianucci sagt.

Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, die Satelliten von den GPS-Satelliten weiter oben in der Atmosphäre anzupingen, um ihnen dabei zu helfen, ihren Standort herauszufinden. Sobald die Software eingerichtet ist, könnten Empfänger am Boden die Signale, die diese Satelliten ständig aussenden, auffangen und zur Navigation nutzen.

Ein besseres GPS bauen

Mark Psiaki, Professor am Department of Aerospace and Ocean Engineering der Virginia Tech, erzählt Digitale Trends würden uns mit diesem Navigationssystem nicht nur dabei helfen, Staus zu vermeiden, sondern noch mehr genau.

„Einer der Vorteile der erdnahen Umlaufbahn besteht einfach darin, dass sich die Satelliten dort so schnell bewegen. Sie fliegen einfach sehr schnell schreiend durch den Himmel“, sagt Psiaki.

Er sagt, wenn man gleichzeitig Signale von Dutzenden sich schnell bewegenden Satelliten empfängt, kann man mehr erreichen Sie erhalten ein genaueres Bild davon, wo Sie sich befinden, als wenn Sie Signale von einer kleinen Anzahl sich langsam bewegender Personen empfangen Satelliten. Dies wird wichtig, wenn wir autonome Autos und Lieferdrohnen auf die Welt bringen.

„Es gibt einen Vorstoß für etwas namens PPP oder präzise Punktpositionierung. Im Moment haben einfaches GPS und die anderen eine Genauigkeit in der Größenordnung von einem Meter oder einigen Metern, wenn alles gut läuft“, sagt Psiaki. „Das reicht nicht aus, um beispielsweise ein Auto auf einer Autobahn in der Spur zu halten. Sie könnten auf die Nebenspur oder auf den Seitenstreifen geraten. Wenn man eine präzise Punktpositionierung hätte, reden wir jetzt von etwa 10 Zentimetern.“

Laut Psiaki kann PPP mit unserem aktuellen GPS-System zum Laufen gebracht werden, aber das ist sehr kompliziert und dauert lange. Wenn wir dazu Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn nutzen würden, wäre es viel schneller und sehr zuverlässig. Er sagt, wir könnten die Zeit zwischen dem Einschalten des Empfängers und der Inbetriebnahme von PPP von etwa 20 Minuten auf vielleicht eine Minute verkürzen.

Wir würden nicht nur ein stärkeres Signal von diesen Satelliten erhalten, wir könnten auch autonome Autos schneller auf die Straße bringen und sicherstellen, dass unsere Lieferdrohnen nicht miteinander oder mit anderen Objekten zusammenstoßen. Alles, was diese Forscher brauchen, ist, dass jemand wie Elon Musk zustimmt, einige Softwareänderungen vorzunehmen.

„Wenn wir ihnen zeigen können, dass sich die Investition, die sie bereits getätigt haben, in dieser unerwarteten Situation auszahlen kann.“ Wenn wir den sekundären Weg nutzen, ist das ein Gewinn für sie, und für uns in der Navigations-Community ist es ein großer Gewinn.“ sagt Iannucci.

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