美國太空網等媒體近日發布消息稱，為實現重返月球的目標，美國國家航空航天局(NASA)科學家開始進行“月球導航”驗證。他們表示目前地球軌道上的GPS衛星發射的信號

，在月球上可以接收使用，定位精度能達到200米至300米。

　　在月球上竟能用“蹭”到的GPS信號導航?中國航天科工集團二院研究員楊宇光對科技日報記者表示：“這個方法行得通。”

　　地球導航衛星信號能讓月球“沾光”

　　眾所周知，導航衛星的信號波束都是朝向地球發射的
，想在月球上接收到導航信號，前提是衛星

、地球、月球三者的位置關係滿足一定要求。

　　不妨想象一幅畫麵：假設導航衛星是一盞燈
，從地球“前麵”發出圓錐形的光束照向地球
，那麼當月球運行到地球“斜後方”一定位置時，就能被漏過來的光線照到。

　　楊宇光表示
，導航衛星的信號主波束正是這樣一個圓錐形
，不僅能覆蓋地球，而且範圍還稍寬一點。地球擋不住的信號，就能讓月球“沾光”。

　　GPS星座由24顆衛星組成
，它們均勻分布在6個軌道麵，在距離地麵20200公裏高度的中圓軌道上飛行。應該說，能把信號傳向月球的概率並不低，但可能不足以支持月球上的探測器像在地球一樣導航。

　　大家在生活中使用導航軟件時都知道
，要實現準確定位，對能接收到信號的導航衛星數量有要求，通常至少需要4顆以上衛星。楊宇光說
，在航天器定位概念中
，這種通過接收多顆衛星信號實時計算自己位置的方式被稱作幾何定軌。

　　而月球上的航天器顯然無法保證能同時“蹭”到4顆GPS衛星信號，這就需要采用另一種定位方式——動力學定軌。楊宇光說，比如月球航天器在1點鍾收到了A衛星的信號
，2點收到B衛星信號，3點收到C衛星信號……它ta不bu可ke能neng實shi現xian幾ji何he定ding軌gui，但dan可ke以yi通tong過guo在zai一yi段duan時shi間jian內nei，收shou到dao幾ji顆ke衛wei星xing在zai某mou個ge弧hu段duan發fa來lai的de數shu據ju
，最zui終zhong計ji算suan出chu自zi己ji的de軌gui道dao。隻zhi不bu過guo這zhe種zhong方fang式shi花hua費fei的de時shi間jian較jiao長chang。

　　此外，月球導航麵臨的核心問題是接收信號的強度。楊宇光說，GPS衛星距地球2萬公裏

，再到月球，距離可能達到40wangonglizuoyou
，xinhaoyijingshifenweiruo。yinciyueqiutanceqishangjieshouxinhaodetianxianyouduodachicunchengweiguanjian。yaojubeigengqiangdexinhaojieshounengli

，jiuxuyaodatianxian，danconghangtianqiyanzhi、發射角度來說，卻希望天線越小越好
，其中存在矛盾。

　　不過他認為
，這並非無法攻克的技術難題
，隻是要多付出一些代價。

　　專家建議打造“月球導航衛星係統”

　　事實上，自從人類開展航天活動以來，航天器的測軌、定位就必不可少。

　　楊yang宇yu光guang介jie紹shao說shuo
，以yi探tan月yue活huo動dong為wei例li，美mei國guo阿e波bo羅luo任ren務wu主zhu要yao是shi基ji於yu地di麵mian的de測ce控kong進jin行xing導dao航hang定ding位wei。我wo國guo的de嫦chang娥e任ren務wu，也ye是shi通tong過guo地di麵mian測ce控kong定ding位wei，結jie合he紫zi外wai月yue球qiu敏min感gan器qi以yi及ji其qi他ta傳chuan感gan器qi實shi現xian組zu合he導dao航hang。這zhe樣yang的de方fang式shi定ding位wei精jing度du並bing不bu高gao，但dan可ke以yi滿man足zu繞rao月yue或huo落luo月yue過guo程cheng的de需xu要yao。

　　近年來，人類重燃探月熱情，其目的也由半世紀前主要服務於政治轉向開發月球資源
，因此探月活動將更為複雜。例如NASAzhengzaiweiyuhangyuanzhongfanyueqiuzuozhunbei
，qiqianqirenwubaokuozaiyueqiunanjifujindehuoshankouzhongkaicaibingceng，huoqushuiyongyushenghuobingfenjieweiranliaosuoxudeqingheyang。weilaiNASA宇航員還要與前期發送的登月車、補給車、鑽井等設備會合。這都需要具備較為精確的定位能力，這也正是他們希望利用GPS導航的原因。

　　記者了解到，其實不光NASA，多(duo)國(guo)航(hang)天(tian)專(zhuan)家(jia)都(dou)在(zai)開(kai)展(zhan)月(yue)球(qiu)導(dao)航(hang)研(yan)究(jiu)。楊(yang)宇(yu)光(guang)認(ren)為(wei)，未(wei)來(lai)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)目(mu)的(de)最(zui)直(zhi)接(jie)有(you)效(xiao)的(de)途(tu)徑(jing)，是(shi)各(ge)國(guo)合(he)力(li)在(zai)近(jin)月(yue)空(kong)間(jian)建(jian)設(she)時(shi)空(kong)基(ji)準(zhun)，具(ju)備(bei)定(ding)位(wei)、授時功能。簡言之，就是打造一套“月球導航衛星係統”。

　　tashuo，jiezhimuqian，renleizaitanyuehuodongzhongshiyongdedaohangdingweishouduanxiaoguodoubushihenhao
，youdedaijiayehenda，hennanmanzuweilaideyueqiukaifaxuyao。ruguoweilainengzaiyueqiufujin，lirudiyuelagelangri1點
、2點、月球兩極以及繞月軌道等位置部署幾顆導航衛星
，就能夠為環月飛行器和月球著陸器等提供精確的位置
、速度信息和時間基準，從而讓探月活動更加安全、便捷。這也將是未來月球基地建設的重要組成部分。

　　深空原子鍾：讓航天器自主導航

　　普通的導航儀讓駕駛者隨時知道自己所在方位和車速。在太空中飛行的太空船

、探測器也需要這樣的信息。

　　目前這些太空飛行器依賴地球上的導航器提供信息進行導航。具體來說
， dimiantianxiantongguoshuangxiangzhongjixitongxianghangtianqifasongxinhao，ranhouhangtianqibaxinhaofashehuilai。tongguoceliangxinhaodewangfanshijian，dimianyuanzizhongkeyibangzhuquedinghangtianqideweizhi。zhezhongdaohangfangfayiweizhe，wuluntaikongtansuorenwuzaitaiyangxizhongxingjinzhihechu，hangtianqirengranxiangyizhibeishuanzaidiqiushangdefengzheng，dengdailaizidiqiudexingjinzhiling，cainengjixuqianxing。

　　而且這種導航方式還麵臨一個問題——離地球越遠信號來回的時間越長，從幾分鍾至幾小時不等。以火星任務為例，信號來回需要40分fen鍾zhong。來lai自zi地di球qiu的de導dao航hang數shu據ju傳chuan輸shu時shi間jian很hen長chang，會hui對dui導dao航hang準zhun確que性xing產chan生sheng不bu利li影ying響xiang。即ji使shi一yi秒miao的de誤wu差cha也ye可ke能neng意yi味wei著zhe肩jian負fu登deng陸lu火huo星xing任ren務wu的de航hang天tian器qi將jiang從cong十shi幾ji萬wan公gong裏li的de地di方fang掠lve過guo火huo星xing。

　　為此，美國國家航空航天局(NASA)推進了深空原子鍾的試驗，目前深空原子鍾已經搭乘“獵鷹”重型火箭進入太空。據悉，NASA的深空原子鍾對每一秒計量的一致程度大約是GPS衛星上原子鍾的50倍——也就是每1000萬年才會出現1秒鍾的偏差。這種新的原子鍾利用帶電的汞原子或離子來計時
，而目前地球GPS衛wei星xing上shang的de原yuan子zi鍾zhong則ze使shi用yong中zhong性xing的de銣ru原yuan子zi來lai計ji時shi。由you於yu深shen空kong原yuan子zi鍾zhong內nei部bu的de汞gong原yuan子zi帶dai有you電dian荷he，它ta們men會hui被bei困kun在zai電dian場chang中zhong
，因yin而er無wu法fa與yu其qi容rong器qi壁bi相xiang互hu作zuo用yong;相比之下，GPS原子鍾內部的這種相互作用會導致銣原子失去節奏。

　　youleshenkongyuanzizhong
，hangtianqijiangyongqilaiceliangzhuizongxinhaocongdiqiudidafeichuansuoxudeshijian，erwuxujiangxinhaofahuidimiandeyuanzizhongjinxingceliang，zhejiangshihangtianqinenggoupanduanzijideguidao。

　　能自我定位、zizhudaohangdehangtianqikeyishiyuhangyuanzaibuxuyaojieshoudiqiuzhilingdeqingkuangxia，zixingchuanyuetaiyangxi。youyuhangtianqinengziwodingwei，yuhangyuanjiukeyigengjialinghuodikaizhanxingdong，gengjishididuiyiwaiqingkuangzuochufanying。