# Луна может помочь GPS удерживать орбиты без наземных станций
Группа инженеров предложила использовать спутники на лунных орбитах как внешний ориентир для навигационных группировок у Земли. Идея описана в работе команды Xia Lin и Baojun Lin из Shanghai Engineering Center for Microsatellites, опубликованной в журнале Satellite Navigation. По расчетам авторов, такая связка может уменьшить дрейф орбит GPS-подобных систем, если наземная инфраструктура временно недоступна.
Проблема связана не с тем, что спутники плохо измеряют расстояния друг до друга. Современные навигационные аппараты могут поддерживать межспутниковые связи и определять относительные расстояния с очень высокой точностью. Но этого недостаточно, чтобы всегда знать абсолютное положение всей орбитальной оболочки относительно Земли.
Из-за почти симметричного гравитационного поля Земли группа спутников в одной оболочке может медленно смещаться как единая система. В орбитальной динамике это называют orientational rank deficiency. Обычно ошибку регулярно исправляют наземные станции. Если они выйдут из строя из-за аварии, стихийного бедствия или кибератаки, накопленный дрейф за дни и недели может стать заметным.
Авторы проверили вариант, в котором земные навигационные спутники получают дополнительный ориентир от аппаратов на эллиптических замороженных орбитах вокруг Луны. Такие ELFO-орбиты рассматриваются для будущих систем связи и навигации у Луны, включая NASA LunaNet и ESA Moonlight. Важная деталь в том, что лунные аппараты должны обращаться именно вокруг Луны, а не вокруг Земли, иначе они будут подвержены тому же типу общей неопределенности.
В моделировании использовали данные 24 действующих спутников BeiDou-3 на средних околоземных орбитах и четыре смоделированных лунных аппарата ELFO. На интервале 60 дней система без наземной коррекции и без лунной опоры накопила около 7,85 метра ошибки. Прогнозирование траекторий уменьшило ее примерно до 0,6 метра. Совместная сеть Земля-Луна дала лучший результат — около 0,35 метра за два месяца.
Система полезна и в обратную сторону. Земные спутники могут уточнять положение лунных аппаратов. В симуляции ошибка для четырех ELFO-спутников составила около 2,26 метра. Для будущей инфраструктуры вокруг Луны это важно: пилотируемые экспедиции, посадки в районе южного полюса и роботизированные миссии потребуют устойчивой навигации без постоянной зависимости от наземных станций.
Пока речь идет о расчетной схеме, а не о готовом проекте запуска. Но она показывает, что лунная навигационная инфраструктура может быть не только локальным сервисом для экспедиций к Луне. Она способна стать резервным опорным контуром для земных навигационных созвездий и повысить их устойчивость к длительным сбоям на земле.
