在月球上如何导航？NASA拟拓展GPS服务到月球

为了给即将到来的重返月球计划做准备，美国国家航空航天局（NASA）正在研究将GPS导航拓展到月球，以方便航天器和宇航员在月球上的行动。

GPS是“global positioning system（全球定位系统）”的缩写，这套系统通过人造卫星获取地理位置，这样手机应用就能为用户指明方向，让用户到达新的餐厅。但当你不在地球上时，卫星就不起作用了。

据外媒介绍，NASA想实现的是利用现有的GPS系统，在无需额外在月球上重新建造基础设施的前提下，实现飞船或者与航员在月球上的导航。

“NASA多年来一直在推动高空GPS技术。”MMS系统架构师Luke Winternitz在NASA新闻发布会上表示：“围绕月球的GPS是下一个边界。”

实际上，NASA在4年前就已经成功的将GPS的服务范围扩展到了距离地面十几万公里的太空。2015年NASA为研究“磁重连”现象而发射的4个航天器（任务代号MMS），就是通过GPS系统的精确定位，让4个卫星时刻都保持成一个四面体的结构，最远距离地球15万公里左右。

但月球距离地球有38万多公里的距离，要在月球上要接收信号，就需要在MMS的基础上进一步对接收器的一些参数进行增强，比如高增益天线、增强型时钟和更精密的电子设备等。

据悉NASA已经委托美国马里兰州的戈达德太空中心制造了一个月球GPS接收器的原型机，并准备于近期送往国际空间站进行试验，如果系统可靠性得以验证的话未来月球与地球之间的联系会更加的紧密。

此外，NASA还在推进深空原子钟的试验，这也将改变航天器飞往火星或更远深空的导航方式。目前，深空原子钟已经搭乘“猎鹰重型”火箭进入太空。这意味着，未来深空旅行的导航方式，将由地面主导，逐渐向全球定位系统主导或者自主导航的方式过渡。

未来，有了新的“深空原子钟”后，飞行器就可以过渡到单向追踪。宇宙飞船将利用它携带的这类时钟来测量追踪信号从地球抵达飞船所需的时间，而无需将信号发回地面的原子钟进行测量。这将使飞行器能够判断自己的轨道。

有了更高效的导航，飞行器就能够自我定位，太空探险便可以更加灵活地开展行动，更能及时地对意外情况作出反应。