Space.com og andre medier udgav for nylig nyheder om, at for at nå målet om at vende tilbage til månen, er NASA-forskere begyndt at udføre"månenavigation" verifikation. De sagde, at de signaler, der udsendes af GPS-satellitter i øjeblikket i kredsløb om Jorden, kan modtages og bruges på månen, og positioneringsnøjagtigheden kan nå 200 til 300 meter.
Kan du bruge GPS-signaler til at navigere på månen? Yang Yuguang, en forsker ved Second Academy of China Aerospace Science and Industry Corporation, fortalte Science and Technology Daily-reporteren:"Denne metode virker."
Jordnavigationssatellitsignaler kan gøre månen"farvet"
Som vi alle ved, sendes signalstrålerne fra navigationssatellitter alle mod jorden. Hvis du ønsker at modtage navigationssignaler på månen, er forudsætningen, at positionsforholdet mellem satellitten, jorden og månen opfylder visse krav.
Forestil dig et billede: Antag, at navigationssatellitten er et lys, der udsender en kegleformet stråle fra"fronten" af jorden til jorden, så når månen bevæger sig til en bestemt position"skråt bag" jorden, kan den oplyses af det lækkede lys ankommer.
Yang Yuguang sagde, at hovedstrålen af navigationssatellittens signal er sådan en kegle, som ikke kun dækker jorden, men også har en lidt bredere rækkevidde. Signaler om, at jorden kan't blokere kan gøre månen"farvet".
GPS-konstellationen består af 24 satellitter, som er jævnt fordelt på 6 kredsløbsplaner og flyver i en mellemcirkulær bane i en højde af 20.200 kilometer over jorden. Det skal siges, at sandsynligheden for at kunne sende et signal til månen ikke er lav, men det er måske ikke nok at støtte en sonde på månen til at navigere, som den gør på Jorden.
Alle ved, at når man bruger navigationssoftware i livet, for at opnå nøjagtig positionering, er der krav til antallet af navigationssatellitter, der kan modtage signaler, normalt mindst 4 satellitter. Yang Yuguang sagde, at i konceptet med rumfartøjspositionering kaldes denne metode til at beregne sin egen position i realtid ved at modtage signaler fra flere satellitter geometrisk kredsløbsbestemmelse.
Rumfartøjet på månen kan dog åbenbart ikke garantere, at det kan"gnide" 4 GPS-satellitsignaler på samme tid, hvilket kræver en anden positioneringsmetode - dynamisk kredsløbsbestemmelse. Yang Yuguang sagde for eksempel, at månerumfartøjet modtog signalet fra satellit A ved 1 o'ur, modtog signalet fra satellit B ved 2 o'ur, og modtog signalet fra satellit C ved 3 o'ur... Det er umuligt at opnå geometrisk banebestemmelse, men det kan bestemmes inden for et tidsrum. , modtage data fra flere satellitter i en bestemt bue og til sidst beregne sin egen bane. Men denne metode tager længere tid.
Derudover er det centrale spørgsmål for månenavigation styrken af det modtagne signal. Yang Yuguang sagde, at GPS-satellitten er 20.000 kilometer væk fra jorden, og derefter til månen, kan afstanden nå omkring 400.000 kilometer, og signalet er allerede meget svagt. Derfor bliver størrelsen af antennen på månesonden til at modtage signalet nøglen. For at have stærkere signalmodtagelsesevne kræves en stor antenne, men set i forhold til rumfartøjets udvikling og opsendelse håber man, at jo mindre antennen er, jo bedre, hvilket er selvmodsigende.
Han mener dog, at det ikke er et uoverstigeligt teknisk problem, men det skal bare betale sig mere.
Eksperter foreslår at bygge et"månenavigationssatellitsystem"
Faktisk har kredsløbsmåling og positionering af rumfartøjer været uundværlig siden menneskelige rumflyvningsaktiviteter.
Yang Yuguang sagde, at hvis man tager måneudforskningsaktiviteter som eksempel, var den amerikanske Apollo-mission hovedsageligt baseret på jordmåling og kontrol til navigation og positionering. mit land's Change-mission realiserer også integreret navigation gennem jordmåling og kontrolpositionering, kombineret med ultraviolette månesensorer og andre sensorer. Placeringsnøjagtigheden af denne metode er ikke høj, men den kan opfylde behovene i processen med at kredse om månen eller lande på månen.
I de senere år har menneskeheden genoplivet begejstringen for måneudforskning, og dens formål er også skiftet fra at tjene politik til udvikling af måneressourcer for et halvt århundrede siden, så måneudforskningsaktiviteter vil være mere komplicerede. For eksempel forbereder NASA sig på, at astronauter vender tilbage til månen, og dens tidlige missioner omfatter minedrift af is i kratere nær månen's sydpol for at opnå den brint og ilt, der er nødvendigt for, at vand kan leve og nedbrydes i brændstof. I fremtiden vil NASA-astronauter også mødes med måne-roveren, forsyningskøretøjet, boringen og andet udstyr, der blev sendt tidligere. Dette kræver mere præcise positioneringsevner, hvorfor de ønsker at bruge GPS-navigation.
Reporteren erfarede, at ikke kun NASA, men også rumfartseksperter fra mange lande forsker i månenavigation. Yang Yuguang mener, at den mest direkte og effektive måde at nå dette mål i fremtiden er, at lande arbejder sammen om at opbygge et rum-tid benchmark i nær-månen rummet, med positionering og timing funktioner. Kort sagt er det at skabe et"månenavigationssatellitsystem".
Han sagde, at indtil nu er de navigations- og positioneringsmetoder, der bruges af mennesker i måneudforskningsaktiviteter, ikke særlig effektive, og nogle af dem er dyre, og det er vanskeligt at opfylde behovene for fremtidig måneudvikling. Hvis flere navigationssatellitter kan indsættes i nærheden af månen i fremtiden, såsom ved 1 o'ur og 2 o'ur på Jorden-Måne Lagrangian, månens poler og kredsløbet om månen, vil det være i stand til at give nøjagtige positioner for kredsende køretøjer og månelandere osv. Hastighedsinformation og tidsbenchmarks, hvilket gør måneudforskning sikrere og mere bekvemt. Dette vil også være en vigtig del af den fremtidige månebasekonstruktion.