Космічні технології для точного визначення центру Землі

Точне визна­че­н­ня роз­та­шу­ва­н­ня цен­тру Землі має кри­ти­чне зна­че­н­ня для розу­мі­н­ня гео­фі­зи­чних про­це­сів, що від­бу­ва­ю­ться на пла­не­ті. Космічні сили США спіль­но з NASA та Національним агент­ством гео­про­сто­ро­вої роз­від­ки (NGA) впро­ва­джу­ють нові­тні лазер­ні техно­ло­гії для вдо­ско­на­ле­н­ня супу­тни­ко­вої наві­га­ції та гео­де­зи­чних вимі­рю­вань. Завдяки лазер­ній ретро­ре­фле­ктор­ній техно­ло­гії, що буде інте­гро­ва­на в нові супу­тни­ки GPS III, нау­ков­ці змо­жуть фіксу­ва­ти зміни цен­тру мас Землі з точні­стю до субсантиметра.

Як працює лазерна локація

Лазерна лока­ція базу­є­ться на прин­ци­пі від­би­т­тя сві­тло­вих імпуль­сів. Наземні стан­ції випро­мі­ню­ють лазер­ні імпуль­си, які від­би­ва­ю­ться від супу­тни­ко­вих ретро­ре­фле­кто­рів і повер­та­ю­ться назад до дже­ре­ла. Вимірювання часу про­хо­дже­н­ня сигна­лу дозво­ляє обчи­сли­ти точну від­стань між супу­тни­ком та Землею. Цей метод широ­ко вико­ри­сто­ву­є­ться в гео­де­зи­чних дослі­дже­н­нях та дозво­ляє отри­му­ва­ти дані про рух текто­ні­чних плит, зміну рівня оке­а­нів та гра­ві­та­цій­ні аномалії.

Нові супутники GPS III

Запуск супу­тни­ків GPS III SV9 і SV10, запла­но­ва­ний на 2025 рік, стане важли­вим кро­ком у вдо­ско­на­лен­ні гло­баль­ної наві­га­цій­ної систе­ми. Нові супу­тни­ки будуть осна­ще­ні лазер­ни­ми ретро­ре­фле­кто­ра­ми, що дозво­лить під­ви­щи­ти точність визна­че­н­ня їхньо­го місце­по­ло­же­н­ня та зро­бить дані GPS ще більш надійними.

Структура та принцип роботи LRA

Лазерна ретро­ре­фле­ктор­на реші­тка скла­да­є­ться з 48 дзер­каль­них куто­вих кубів, що гаран­ту­ють від­би­т­тя лазер­но­го про­ме­ня під тим самим кутом, під яким він при­був. Завдяки цій техно­ло­гії нау­ков­ці змо­жуть отри­му­ва­ти над­зви­чай­но точні гео­про­сто­ро­ві дані.

Значення для науки

Точне визна­че­н­ня цен­тру мас Землі має клю­чо­ве зна­че­н­ня для:

• дослі­дже­н­ня текто­ні­чних рухів і змін зем­ної кори після при­ро­дних ката­строф (цуна­мі, землетрусів);
• вдо­ско­на­ле­н­ня наві­га­цій­них систем та під­ви­ще­н­ня точно­сті GPS;
• вивче­н­ня змін гра­ві­та­цій­но­го поля Землі.

Вплив на глобальну навігацію

Завдяки впро­ва­джен­ню лазер­них техно­ло­гій точність GPS зна­чно покра­щи­ться, що пози­тив­но позна­чи­ться на всіх сфе­рах, де вико­ри­сто­ву­є­ться супу­тни­ко­ва наві­га­ція — від транс­пор­ту до вій­сько­вих опе­ра­цій. Очікується, що ця техно­ло­гія стане стан­дар­тною для май­бу­тніх супутників.

Розвиток лазер­них гео­де­зи­чних техно­ло­гій від­кри­ває нові можли­во­сті для науки та техно­ло­гій. Точне визна­че­н­ня цен­тру мас Землі дозво­лить покра­щи­ти розу­мі­н­ня дина­мі­чних про­це­сів пла­не­ти, а також спри­я­ти­ме вдо­ско­на­лен­ню гло­баль­них наві­га­цій­них систем. Запуск супу­тни­ків GPS III SV9 і SV10 у 2025 році стане зна­чним про­ри­вом у цій сфері.