Romfartsnavigasjon

Romfartsnavigasjon er vitenskapen og teknikken som brukes til å bestemme og kontrollere et romfartøys posisjon, fart og orientering i rommet, samt å styre baneendringer mellom himmellegemer. Nøyaktig navigasjon er avgjørende for oppdrag som baneplanlegging, rendezvous og docking, landinger og gravitasjonsassistanse. Den kombinerer baneteorier med måledata fra fartøyet og jordstasjonene for å estimere tilstand og forutsi framtidige posisjoner.

Hovedmetoder inkluderer banebestemmelse (orbit determination) basert på radiometriske målinger som rekkevidde og Doppler, innsamlet av bakkestasjoner og romfartøyets egen kommunikasjon. Dataene behandles ofte i Kalman-filter eller andre estimasjonsmetoder sammen med sensordata fra fartøyet. Onboard navigasjon omfatter Inertial Navigation System (IMU) med gyroskop og akselerometre, samt stjerne-sensorer for holdningsbestemmelse. Sol- og horisonsensorer bidrar også til referanser i perioder med begrenset kommunikasjon. For dype rom-oppdrag legges ephemerider og gravitasjonsmodeller til grunn.

Optisk navigasjon og relasjonsnavigasjon bruker kameraer til å identifisere kjente stjerner eller overflater for å korrigere bane- og holdningsestimater. Relativ navigasjon benyttes ved rendezvous og docking mellom fartøy, ofte i kombinasjon med radiometriske data. Bakkestasjonene, som DSN (Deep Space Network), leverer radiometriske målinger som rekkevidde og Doppler for baneestimering. Autonome navigasjonsmetoder gir romfartøyet evne til å justere kurs og orientering selv når kommunikasjon med jorden er begrenset, noe som er viktig for dype romoppdrag.