随着月球探测与开发的兴起,月球导航系统的建设已成为全球关注的焦点。中国科学家最近在《中国空间科学技术》杂志上发表了一篇论文,详细介绍了一种为月球活动提供高精度导航的通信导航星座设计。该设计提出部署21颗卫星,形成一个近月空间导航星座,类似于地球上的北斗导航系统,旨在满足月球表面密集探测的需求。
目前,地球上的定位与导航服务主要依赖于GPS、北斗、伽利略和格洛纳斯等全球卫星导航系统。这些系统通过数十颗卫星网络,提供数米级精度的定位服务。然而,月球导航系统的设计面临着月球环境的特殊挑战,如信号衰减、月球遮挡以及复杂地形导致的信号阻挡。因此,至少需要4颗卫星同时对目标可见,以实现有效的导航。
尽管中国尚未公布具体的建设时间表,但其探月工程和国际月球科研站的长远规划已经公开,包括计划在2030年前实现载人登月,并在2045年前建设一个功能完备的国际月球科研站。此外,美国、欧洲和日本也各自提出了月球导航计划,显示出国际社会对月球探索基础设施建设的共同兴趣。
美国NASA的“月球网”构想、欧洲航天局的“月光”计划以及日本JAXA的“月球导航卫星系统”都致力于解决月球通信与导航的难题。这些计划不仅关注提高月球表面的定位精度,还旨在构建月球通信中继网络,以支持未来的载人及无人任务。
然而,建立月球导航系统面临着诸多挑战,包括月球时间与地球时间的差异、缺乏统一的月球坐标系统,以及月球独特物理特性对轨道稳定性的影响。国际间正在努力协作,探索建立月球时间标准,并通过共享数据与技术,推动月球导航系统的标准化与国际化进程,以促进未来月球活动的顺利进行。