GPS 可用于月球定位，NASA 科学家经数学计算证实

2年，019年，美国宇航局的月球侦察轨道器(LRO)和信使号宇宙飞船发现月球上隐藏着冰沉积物。美国宇航局LRO项目科学家诺亚·皮特罗说，如果得到证实，月球上潜在的冷冻水储备可能足以支持长期月球探索。结果，人们开始进一步探索月球的冰沉积。

根据美国国家航空航天局的阿尔特弥斯计划，宇航员将需要挖掘冰沉积物，这些沉积物在到达月球后会在南极洲附近的火山口分解成氢和氧。因此，科学家们需要将宇宙飞船、登陆舰、月球车、钻井设备、补给车和其他设备运送到有冰的地方，而如何在月球上定位已经成为一个亟待解决的问题。

对此，一些科学家提出了这样的想法:适用于地球的全球定位系统能适用于月球并帮助宇航员登陆月球吗？

美国宇航局喷气推进实验室的科学家张家铭和李宗南在2020年3月7日的IEEE航空航天会议上给出了肯定的答案从数学上讲，来自地球附近现有全球导航卫星的信号可以用于385，000公里外的月球轨道。

张家铭表示，该公司目前正致力于卫星信号的运行，以确保在未来几年大量任务泛滥时有基础设施来安装设备。

张家铭和李宗南根据美国的全球定位系统、欧洲的伽利略系统和俄国的GLONASS(总共覆盖81颗卫星)绘制了导航卫星的轨道这些卫星中的大多数都有定向天线，它们的信号可以传送到地球表面，也可以传送到太空。研究人员称，发射到太空的信号可以被月球附近有密集接收器的航天器读取。

根据张家铭和李宗南团队的计算，月球轨道上的航天器在给定时间内可以读取5-13个卫星信号，这足以精确地确定其在空间的位置，误差为200-300米。该团队还将不断提高计算机模拟的准确性。

由于月球表面的环形山和位于极地的冰层，导航信号很容易被山丘和环形山的边缘阻挡，这限制了航天器获取卫星信号。为了解决这个问题，研究小组建议宇航员使用最近的发射器作为参考点。此外，一些科学家认为宇航员可以同时使用两颗卫星作为定位信标，其中一颗是位于月球高轨道的新中继卫星，另一颗是美国宇航局的月球侦察轨道器。

根据阿尔特弥斯计划标准，这个微型网络并不昂贵。中继卫星可以从现有的卫星设计中获得灵感，体积小，可以在宇航员登陆月球之前用火箭发射到月球。

然而，由于资金问题，阿尔特弥斯的计划一直在改变。为了使阿尔特弥斯项目可行，美国宇航局的管理人员将他们的希望寄托在一个名为网关的月球轨道基站上。然而，根据白宫的要求，科学家需要在2024年前将宇航员送上月球，而月球轨道基站Gateway的建成将需要大约10年时间。

尽管如此，科学家们仍然表示，不管登月计划的最终结果如何，提前实现月球定位计划是有益的。至于这个计划能否实现，张家铭说:

是可能的，只是钱的问题。

雷锋网注:

文章汇编自:https://spectrum.ieee.org/tech-talk/aerospace/satellites/航天大学-宇航员-使用-全球定位系统-导航-月球-美国航天局-科学家-说-是

阿尔特弥斯计划详情:https://www.nasa.gov/specials/artemis/

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