Европейская окололунная навигационная и коммуникационная система Moonlight

[Veganin]

https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Videos/2020/11/Moonlight_connecting_Earth_with_the_Moon

Moonlight: connecting Earth with the Moon
16/11/2020

Lunar exploration relies on the extensive expertise that is on hand across ESA. As a new lunar economy emerges, it will create new opportunities involving robots, habitats and transportation. Missions to the Moon share similar communication and navigation needs that could be satisfied using a constellation of lunar satellites.

Under the agency's "Moonlight" initiative, ESA is exploring with industry the necessary technical solutions along with delivery models for the provision of lunar telecommunication and navigation services.

Read the background article on Moonlight to learn more about the initiative.

[Veganin]

https://www.esa.int/Science_Exploration/Human_and_Robotic_Exploration/Exploration/Argonaut?utm_source=ixbtcom

Argonaut in 2031

Машинный перевод

Европа на Луне: первая миссия лунного модуля Argonaut запланирована на 2031 год

Европейское космическое агентство (ESA) планирует запустить лунный модуль Argonaut в 2031 году. Аппарат разрабатывается для обеспечения автономного доступа ESA к Луне. Об этом сообщается в документации, опубликованной ESA.


Иллюстрация Луны

Argonaut будет запущен на ракете Ariane 6 в прямом полете на Луну. Миссия Argonaut от запуска до посадки может занять от недели до месяца, в зависимости от орбит и проекта миссии. Для Argonaut нет запретных зон, он сможет приземлиться в любом регионе Луны.

Лэндер Argonaut состоит из трех основных компонентов: лунного посадочного элемента, который обеспечивает полет на Луну и посадку на цель, элемента грузовой платформы, который является интерфейсом между посадочным модулем и его полезной нагрузкой, и, наконец, элемента, который проектировщики миссии хотят отправить на Луну.

Иллюстрация Луны

Ключевым фактором в конструкции Argonaut является адаптивность, поскольку грузовая платформа спроектирована с учетом любого профиля миссии: груз для астронавтов вблизи места посадки, марсоход, демонстрационные пакеты технологий, производственные мощности с использованием ресурсов Луны, лунный телескоп или даже электростанция.

Argonaut продолжает традицию Аполлона и Артемиды называть лунные миссии в честь греческой мифологии. Argonaut — это имя, данное морякам корабля Argo, которые взяли Ясона в поход за золотым руном. «Argonaut» означает «моряки Арго», Artemis ЕКА участвует в сервисном модуле NASA Orion, который перевозит астронавтов, а Европа поставляет модули для международного Gateway на лунной орбите. Argonaut может стать независимым дополнением к программе Artemis, предлагая доставку грузов и многое другое.

Лидерство в исследовании Луны с сильными партнерами

Лунный модуль разрабатывается с учетом его универсальности, поскольку он станет важной частью лунной стратегии ЕКА, а Argonaut может быть включен в программу Artemis для доставки грузов, роверов и многого другого или в качестве отдельных научных миссий.

Астронавты «Аполлона» никогда не жили и не работали во время лунной ночи — ночь на Луне длится 14 дней, а температура на поверхности опускается до леденящих –150°C [на лунном экваторе, по данным LRO, опускается до -133 °C, в средних широтах -183 °C, а в затененных глубоких кратерах на лунных полюсах опускается до -246 °C - Veganin]

Одной из возможностей посадочного модуля будет доставка значительной доли продовольствия, воды, воздуха и оборудования для экипажа из четырех женщин и мужчин, работающих на Луне в течение ночи. Лунный посадочный элемент Argonaut сможет доставить на Луну до 2100 кг грузового платформенного элемента и полезной нагрузки — эквивалентно автофургону. Европейский посадочный модуль может доставить гораздо больше, чем просто груз: он может функционировать как набор для выживания для исследователей наших новых границ.

Поддержка лунной науки на протяжении десятилетий
Для ученых качества Луны быть интересной, близкой и полезной являются заманчивой мотивацией для понимания нашего места во Вселенной. Argonaut позволит выйти за рамки коротких экскурсий с помощью всего лишь нескольких инструментов. Движимый приоритетами ученых, европейский посадочный модуль позволит анализировать образцы из ранее неисследованных и труднодоступных регионов Луны.

Argonaut будет использовать навигационные и телекоммуникационные возможности Moonlight ЕКА вокруг Луны, что позволит осуществлять быструю связь со Gateway и Землей для передачи научных или эксплуатационных данных, а также определять местоположение для автоматической посадки. Argonaut сможет приземляться с точностью менее 100 м.



Команды ЕКА, международных партнерских агентств, европейской промышленности и научных учреждений вместе отправляются в это путешествие, которое принесет пользу в виде вдохновения, инноваций и экономического роста всем европейцам.

Argonaut был одобрен Советом ЕКА на уровне министров в 2022 году и сейчас находится в разработке. В следующем десятилетии запланировано пять миссий, соответствующих стратегии Terrae Novae ЕКА по исследованию космоса человеком и роботом.

Технические детали

Ракета-носитель                                      Ариан 64
Стартовая площадка                              Куру, Французская Гвиана
Масса на Земле                                        10 000 кг
Масса на Луне без груза                        1600 кг
Доставленная масса                                до 2100 кг
(CPE+полезная нагрузка)
Размер                                                        4,5 м в диаметре, до 6 м в высоту
Точность приземления                          50–100 м

Типы миссий                                       Многочисленные и разнообразные:.     
                                                                      Логистика грузоперевозок
                                                                      Научные и исследовательские миссии
                                                                      пакеты демонстрации технологий
                                                                      Системы генерации, хранения и распределения
                                                                      электроэнергии
                                                                      заводы по использованию ресурсов на месте
 
                                                                      и более...

Модель CAD для иллюстрации элемента Lunar Descent Element доступна здесь. Пожалуйста, рассмотрите возможность упоминания ESA, если какой-либо материал изготовлен с использованием этой модели CAD.

[свернуть]

Argonaut will launch on an Ariane 6 rocket in a direct flight to the Moon. An Argonaut mission from launch to landing could take from a week to a month, depending on orbits and mission design. No area is off-limits for Argonaut, the spacecraft will be able to land at any region on the Moon.

The Argonaut spacecraft has three main components: the lunar descent element that takes care of flying to the Moon and landing on target, the cargo platform element that is the interface between the lander and its payload, and finally, the element that mission designers want to send to the Moon.

Adaptability is key in the Argonaut design, the cargo platform element is designed to accept any mission profile: cargo for astronauts near the landing site, a rover, technology demonstration packages, production facilities using resources on the Moon, a lunar telescope or even a power station.



Argonaut is continuing Apollo and Artemis tradition to name lunar missions after Greek mythology. Argonaut is the name given to the sailors of the Argo ship who took Jason on the quest to find the golden fleece. 'Argonaut' means 'sailors of the Argo' and the individual missions using ESA's lunar lunar delivery service will be named after the individual mythical Argonauts.

Space agencies have much in store on the Moon for humankind and Argonaut is offering autonomous European access as well as strong possibilities for partnership. As part of the Artemis programme, ESA is participating in NASA's Orion service module that ferries astronauts, and Europe is supplying modules to the international Gateway in lunar orbit. Argonaut could be an independent complement to the Artemis programme offering cargo delivery and more.

Leading Moon exploration with strong partners


The lunar lander is being designed with versatility in mind as a strong part of ESA's lunar strategy and Argonaut could be included in the Artemis programme to deliver cargo, rovers and more, or as stand-alone scientific missions.

The Apollo astronauts never lived and work through the lunar night – a night on the Moon is 14 days long and temperatures on the surface plummet to a chilling –150°C [на лунном экваторе, по данным LRO, опускается до -133 °C, в средних широтах средняя температура лунной ночью опускается до  -183 °C, а в затененных глубоких кратерах на лунных полюсах до -246 °C  -- Veganin].

One capability of the lander will be to bring a sizable share of the food, water, air, and equipment for a crew of four women and men working on the Moon through the night. The Argonaut lunar descent element will be able to bring up to 2100 kg worth of cargo platform element and payload to the Moon – equivalent to a camper van. The European lander can deliver much more than simple cargo: it could function as a survival kit for the explorers of our new frontier.


Sustaining Moon science for decades


For scientists, the Moon's qualities of being interesting, close, and useful are an enticing motivation to understand our place in the Universe. Argonaut will allow going beyond short excursions with just a handful of instruments. Driven by scientists' priorities, the European lander would allow samples to be analysed from previously unexplored and hard-to-get-to regions of the Moon.

Argonaut will use ESA's Moonlight navigation and telecommunication capabilities around the Moon, allowing for fast communication with the Gateway and Earth to return scientific or operational data, as well as location finding for the automated landing – Argonaut will be able to land with an accuracy of less than 100 m.



The teams in ESA, international partner agencies, European industry, and in the scientific institutions are on this journey together that will bring benefits in the form of inspiration, innovation, and economic growth to all Europeans.

Argonaut was approved at ESA's Council at ministerial level in 2022 and is now in development. Five missions are foreseen in the next decade, fitting in with ESA's Terrae Novae strategy for human and robotic exploration.

Technical details
Launcher                                                      Ariane 64
Launch Site                                                  Kourou, French Guiana
Mass on Earth                                              10 000 kg
Mass on the Moon without cargo              1600 kg
Delivered mass (CPE+ payload)                up to 2100 kg
Size                                                                  4.5 m in diameter, up to 6 m tall
Landing accuracy                                          50–100 m
Mission types   
Multiple and diverse:.                                    Cargo logistics
                                                                          Science &  exploration missions
                                                                          technology demonstration packages
                                                                          Power generation, storage and distribution systems
                                                                          in-situ resource utilisation plants
 
                                                                          and more...

A CAD model for illustration purposes of the Lunar Descent Element is available here. Please consider mentioning ESA if any material is made using this CAD model.

[Veganin]

https://www.datacenterdynamics.com/en/news/viasat-selected-to-design-moonlight-lunar-orbiting-satellite-system-alongside-telespazio/

Viasat выбран для разработки системы лунных спутников «Moonlight» совместно с Telespazio

Viasat selected to design 'Moonlight' Lunar orbiting satellite system alongside Telespazio

Машперевод

Спутниковый оператор Viasat присоединился к проекту Moonlight Европейского космического агентства, целью которого является разработка системы навигации и связи на лунной орбите.

На этой неделе было объявлено, что Viasat заключила контракт с ведущей фирмой Telespazio, которая станет ведущей командой по проектированию и развитию сети.

Viasat также будет отвечать за наземную инфраструктуру на Земле, поддерживающую сеть и пользовательские терминалы, предназначенные для использования на поверхности Луны.

«Мы привносим наше наследие и многолетний набор навыков передовых инноваций и амбициозных программ космической связи», — сказала Ясрин Ибняхья, старший директор по передовым концепциям и технологиям в Viasat, DCD . «Вместе с нашими давними связями, работающими с космическими агентствами по всему миру, включая ESA, UKSA и NASA. Viasat ... находится в лучшем положении для развития этих возможностей, поскольку все больше и больше мероприятий происходит за пределами Земли».

Система будет служить магистралью данных на Луне и вокруг нее, а также цислунарным шлюзом на Землю, призванным поддерживать расширение научных и исследовательских проектов, а также развитие коммерческой деятельности, такой как производство редкоземельных материалов на поверхности и туризм.

ЕКА полностью профинансирует контракт на протяжении его первой фазы. Космическое агентство Великобритании, один из основных участников программы, выбрало Viasat, которая открыла лондонский офис в 2024 году в рамках приобретения Inmarsat, для руководства усилиями Великобритании по содействию Moonlight.

«Это знаменует собой важнейшую веху в приверженности [Telespazio] программе Moonlight», — заявила в своем заявлении Габриэль Пьералли, генеральный директор Telespazio. «Благодаря партнерству с мировым лидером в области спутниковой связи мы можем использовать передовые технологии для создания безопасной и эффективной инфраструктуры связи и навигации, что необходимо для успеха лунных миссий».

Лунная шкала времени

Коммерциализация Луны остается крайне незрелой, а теоретическая окупаемость инвестиций зависит от демонстрации множества совершенно новых технологий, которые не стали значительно более надежными, чем в эпоху «Аполлонов».

Для основополагающей демонстрации потребуется надежная инфраструктура связи, что является основной целью кампании Artemis.

«Moonlight — долгосрочный проект, который будет развертываться поэтапно: первоначальные возможности планируется реализовать в конце 2028 года, а полная эксплуатация — к 2030 году», — сказал Ибняхья из Viasat.

По ее словам, после того, как будет создана надежная система связи на Луне, станут возможными долгосрочные миссии, а также возникновение «лунной экономики».

Было понятно, что эоны непрерывного воздействия солнечных ветров создали залежи изотопа гелия-3 на поверхности Луны в большем количестве, чем на Земле. Считается, что этот материал станет будущим источником энергии в ядерном синтезе, учитывая его меньшую радиационную мощность и более низкую температуру реакции, чем у изотопов урана и плутония. Когда лунные энтузиасты сравнивают новую гонку за Луну с золотой лихорадкой, гелий-3 часто оказывается тем золотом, о котором идет речь.

Однако в отсутствие коммерческой жизнеспособности американские подрядчики в области освоения космоса полагались на финансирование со стороны НАСА за счет американских налогоплательщиков, и в эпоху Трампа этот финансовый поток становится все более идеологизированным.

«В ближайшей перспективе будет проведена значительная работа по проектированию для планирования различных фаз проекта, прежде чем выйти на начальную мощность в конце 2028 года», — говорит Ибняхья. «Viasat будет тесно сотрудничать с широким кругом британских партнеров во всех сегментах, чтобы предоставить эту возможность».

[свернуть]

Satellite operator Viasat has joined the European Space Agency's Moonlight project, which aims to develop a lunar orbiting navigation and communication system.

Announced this week, Viasat has secured a contract with program lead Telespazio as the leading team behind the design and development of the network.


Генеральный директор Viasat Марк Данкберг с генеральным директором Telespazio Габриэле Пьералли
Credit: Viasat

Viasat will also be responsible for the ground infrastructure on Earth supporting the network and user terminals intended for use on the Lunar surface.

"We're bringing our heritage and long-term skillset of cutting-edge innovation and ambitious space communications programs," Yasrine Ibnyahya, senior director of advanced concepts and technologies at Viasat told DCD. "Along with our longstanding connections working with space agencies all over the world, including ESA, UKSA, and NASA. Viasat is ... best placed to develop these capabilities as more and more activities occur off-Earth."

The system will serve as a data highway on and around the Moon, as well as a cislunar gateway back to Earth, intended to support the expansion of scientific and exploration projects as well as the development of commercial activities like surface rare Earth materials manufacturing and tourism.

ESA will fully fund the contract throughout its first phase. The UK Space Agency, one of the major contributors to the program, selected Viasat, which opened a London office in 2024 as part of its Inmarsat acquisition, to lead the UK effort contributing to Moonlight.

"This marks a pivotal milestone in [Telespazio's] commitment to the Moonlight program," Gabrielle Pieralli, CEO of Telespazio said in a statement. "By partnering with a global leader in satellite communications, we can harness cutting-edge technologies to create a secure and efficient communications and navigation infrastructure — essential for the success of lunar missions."

The lunar timeline

Lunar commercialization remains extremely immature, with theoretical return on investment relying on the demonstration of a plethora of very new technologies that haven't become significantly more reliable than they were in the Apollo era.

Foundational demonstration will take reliable communications infrastructure, which has been a primary goal of the Artemis campaign.

"Moonlight is a long-term project and will be deployed in phases: targeting initial capability at the end of 2028 with full operations aimed by 2030," Viasat's Ibnyahya said.

After a reliable Lunar communications capability is established, longer-term missions will become viable she says, as well as the emergence of the 'Lunar economy'.

It's been understood that eons of uninterrupted exposure to solar winds have cultivated deposits of the isotope Helium-3 on the Lunar surface in greater quantity than on Earth. The material is thought to be a future energy source in nuclear fusion, given its lower radiation output and lower reaction temperature than Uranium and Plutonium isotopes. When Lunar enthusiasts analogize the new race to the Moon as a gold rush, Helium-3 is often the gold in question.

Without commercial viability, however, American contractors in space exploration have relied on NASA funding at the cost of the American taxpayer, a finance flow that is becoming increasingly ideologized in the Trump era.

"In the immediate term, there will be significant design work to plan out the various phases of the project before targeting initial capability at the end of 2028," Ibnyahya says. "Viasat will be closely collaborating with a wide range of UK partners across all segments to deliver this capability."

[Veganin]

https://www.telespazio.com/en/business/space-programmes/moonlight

Moonlight

Moonlight is the European Space Agency's (ESA) program to establish a constellation of satellites orbiting the Moon, designed to provide advanced communication and navigation services.

With over 400 lunar missions planned by space agencies and private companies in the next twenty years, Moonlight represents a crucial step toward sustainable lunar exploration and the development of a true lunar economy.

The program aims to support both institutional and commercial missions, enabling precise autonomous landings, surface mobility, and high-speed, low-latency data transfer between Earth and the Moon. This infrastructure will be essential not only for humanity's return to the Moon but also for establishing a stable and long-term presence.

Telespazio's role and the European consortium

On October 15, 2024, Telespazio signed a contract with ESA to manage the development of a satellite constellation dedicated to providing navigation and communication services for future lunar missions.

The project involves a consortium of specialized companies, with Telespazio as the prime contractor and overall system integrator. The consortium includes partners such as Hispasat, Viasat, Thales Alenia Space Italia, SSTL, Qascom, MDA, KSat, Telespazio UK, Telespazio Iberica, SDA Bocconi, PLIMI, CRAS, and SI for the design, realization, and operational qualification of the system.

The Moonlight program infrastructure

The Moonlight program envisions the creation of an innovative infrastructure designed to provide essential communication and navigation services for future lunar missions. Furthermore, interoperability with LunaNet - a shared standard among major international space agencies - will ensure cooperation between various service providers, increasing the overall system's reliability. The infrastructure will consist of the following:

Lunar Space Segment: This will comprise a constellation of five satellites, with four dedicated to navigation and one to communication. These satellites will provide high-speed, low-latency communication services, along with precise navigation signals that will enable autonomous landings and surface mobility. The satellites will be positioned to ensure extensive coverage of the lunar South Pole, an area of particular interest for future missions due to resources like ice in the "eternal darkness" craters and "peaks of eternal light," which are ideal for solar energy harvesting.

Lunar Earth Ground Segment: This will include three control stations on Earth, with Telespazio's Fucino Space Center playing a key role in monitoring and managing the entire infrastructure. Fucino, which was instrumental in transmitting images of the Apollo 11 Moon landing in 1969, will be crucial in ensuring the continuity of services and the connection between the Moon and Earth, coordinating all operations of the constellation and supporting the communications and navigation network.

Lunar User Segment: This will consist of the terminals required for validating the service once the constellation is in orbit.

As the system is based on international standards defined by NASA, ESA, and JAXA, it will support lunar navigation and communication terminals compliant with these standards.

The implementation of the Moonlight program will take place in phases, with the first satellite, the Lunar Pathfinder - a communication relay satellite built by Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) - expected to enter service in 2026. Subsequently, Moonlight services will be gradually deployed, with initial operations expected by the end of 2028 and full operational capability by 2030.

Moonlight will not only meet the needs of human and robotic space exploration but will also create commercial opportunities for European industry within the emerging lunar economy. The satellite network will enable missions to communicate easily and efficiently, even from lunar regions not visible from Earth, reducing the need for direct-to-Earth communications and improving overall operational efficiency. This system will be essential for enabling new applications, technological innovations, and sustainable lunar exploration, significantly impacting the reduction of mission costs.

Additionally, the navigation signals provided by Moonlight's satellites will allow for extremely precise positioning, reducing the complexity of onboard navigation systems for landers, rovers, and orbiters. This will result in cost savings and facilitate navigation for future exploration missions, both human and robotic.

Download the Moonlight leaflet (PDF, 3865 KB)