Space.com и други медии наскоро публикуваха новини, че за да постигнат целта за завръщане на Луната, учените от НАСА са започнали да извършват"лунна навигация" проверка. Те казаха, че сигналите, излъчвани от GPS спътници в момента в орбита на Земята, могат да бъдат приемани и използвани на Луната, а точността на позициониране може да достигне 200 до 300 метра.
Можете ли да използвате GPS сигнали за навигация по луната? Янг Югуанг, изследовател от Втората академия на Китайската корпорация за аерокосмическа наука и индустрия, каза пред репортер на Science and Technology Daily:"Този метод работи."
Сателитните сигнали за навигация на Земята могат да направят Луната"Оцветена"
Както всички знаем, всички сигнални лъчи на навигационните спътници се изстрелват към земята. Ако искате да получавате навигационни сигнали на Луната, предпоставката е, че позиционната връзка между спътника, Земята и Луната отговаря на определени изисквания.
Представете си картина: Да предположим, че навигационният спътник е светлина, която излъчва конусообразен лъч от"отпред" от земята към земята, тогава когато луната се придвижи до определено положение"косо зад" земята, тя може да бъде осветена от изтекла светлина пристига.
Ян Югуанг каза, че основният лъч на сигнала на навигационния спътник е такъв конус, който не само покрива земята, но има и малко по-широк обхват. Сигналите, че земята не може' да блокира, могат да направят луната"оцветена".
GPS съзвездието се състои от 24 спътника, които са равномерно разпределени в 6 орбитални равнини и летят в средна кръгова орбита на височина от 20 200 километра над земята. Трябва да се каже, че вероятността да бъде в състояние да предаде сигнал до Луната не е малка, но може да не е достатъчна да поддържа сонда на Луната, за да се ориентира, както прави на Земята.
Всеки знае, че при използване на навигационен софтуер в живота, за постигане на точно позициониране, има изисквания за броя на навигационните спътници, които могат да приемат сигнали, обикновено най-малко 4 спътника. Ян Югуанг каза, че в концепцията за позициониране на космически кораб този метод за изчисляване на собствената му позиция в реално време чрез получаване на сигнали от множество спътници се нарича определяне на геометрична орбита.
Въпреки това, космическият кораб на Луната очевидно не може да гарантира, че може"трие" 4 GPS сателитни сигнала едновременно, което изисква друг метод за позициониране - динамично определяне на орбита. Yang Yuguang каза, например, че лунният космически кораб е получил сигнала на спътник A в 1 o'часовник, получил сигнала от спътник B в 2 o'часовник и е получил сигнала от спътник C на 3 o'часовник... Невъзможно е да се постигне геометрична орбита, но може да се определи в рамките на определен период от време. , получава данни от няколко спътника в определена дъга и накрая изчислява собствената си орбита. Но този метод отнема повече време.
В допълнение, основният проблем, пред който е изправена лунната навигация, е силата на получения сигнал. Ян Югуанг каза, че GPS сателитът е на 20 000 километра от земята, а след това до Луната разстоянието може да достигне около 400 000 километра, а сигналът вече е много слаб. Следователно размерът на антената на лунната сонда за приемане на сигнала става ключът. За да има по-силна способност за приемане на сигнал, е необходима голяма антена, но от гледна точка на разработването и изстрелването на космически кораб, се надяваме, че колкото по-малка е антената, толкова по-добре, което е противоречиво.
Той обаче смята, че това не е непреодолим технически проблем, а просто трябва да се плаща повече.
Експертите предлагат изграждане на"лунна навигационна спътникова система"
Всъщност, тъй като човешките космически полети, измерването на орбитата и позиционирането на космическите кораби са били незаменими.
Ян Югуанг каза, че като се вземат за пример дейности по проучване на Луната, мисията на САЩ Apollo се основава главно на измерване на земята и контрол за навигация и позициониране. my country's Change mission също реализира интегрирана навигация чрез измерване на земята и контролно позициониране, комбинирано с ултравиолетови лунни сензори и други сензори. Точността на позициониране на този метод не е висока, но може да отговори на нуждите на процеса на обикаляне около Луната или кацане на Луната.
През последните години човечеството възобнови ентусиазма за изследване на Луната, а целта му също се измести от обслужване на политиката към развитието на лунните ресурси преди половин век, така че дейностите по проучване на Луната ще бъдат по-сложни. Например, НАСА се готви астронавтите да се върнат на Луната и ранните й мисии включват копаене на лед в кратери близо до южния полюс на Луната', за да получи водорода и кислорода, необходими за живота и разпадането на водата. гориво. В бъдеще астронавтите на НАСА ще се срещнат и с лунохода, превозното средство, сондажното и друго оборудване, изпратено по-рано. Това изисква по-точни възможности за позициониране, поради което искат да използват GPS навигация.
Репортерът научи, че не само НАСА, но и авиокосмически експерти от много страни провеждат изследвания върху лунната навигация. Янг Югуанг вярва, че най-прекият и ефективен начин за постигане на тази цел в бъдеще е страните да работят заедно, за да изградят еталон за пространство-време в близкото лунно пространство, с функции за позициониране и синхронизиране. Накратко, това е да се създаде"лунна навигационна спътникова система".
Той каза, че досега методите за навигация и позициониране, използвани от хората в дейностите по проучване на Луната, не са много ефективни, а някои от тях са скъпи и е трудно да се задоволят нуждите на бъдещото развитие на Луната. Ако няколко навигационни спътника могат да бъдат разположени близо до Луната в бъдеще, като например в 1 o'часовник и 2 o'часовник на Лагранжиан Земя-Луна, полюсите на Луната и в орбитата около Луната, той ще може да осигури точни позиции за орбитални превозни средства и лунни апарати и т.н. Информация за скорост и времеви показатели, което прави лунното изследване по-безопасно и по-удобно. Това също ще бъде важна част от изграждането на бъдещата лунна база.