Space.com та інші ЗМІ нещодавно оприлюднили новини про те, що для досягнення мети повернення на Місяць вчені NASA почали здійснювати"місячну навігацію" перевірка. Вони сказали, що сигнали, які випромінюють супутники GPS, які зараз знаходяться на орбіті Землі, можуть прийматися і використовуватися на Місяці, а точність позиціонування може досягати 200-300 метрів.
Чи можете ви використовувати сигнали GPS для навігації на Місяці? Ян Юйгуан, дослідник Другої академії Китайської аерокосмічної науково-промислової корпорації, сказав репортеру Science and Technology Daily:"Цей метод працює."
Навігаційні супутникові сигнали Землі можуть зробити Місяць"Заплямованим"
Як ми всі знаємо, всі промені сигналів навігаційних супутників спрямовуються на Землю. Якщо ви хочете отримувати навігаційні сигнали на Місяці, передумовою є те, що позиційне співвідношення між супутником, Землею та Місяцем відповідає певним вимогам.
Уявіть собі картину: припустимо, що навігаційний супутник – це світло, яке випромінює конусоподібний промінь від"переднього" від землі до землі, то коли місяць переміститься до певного положення"косо позаду" землі, вона може бути освітлена протікаючим світлом, що надходить.
Ян Юйгуан сказав, що основний промінь сигналу навігаційного супутника — це такий конус, який не тільки охоплює землю, але й має трохи ширший діапазон. Сигнали про те, що Земля не може'заблокувати, можуть зробити Місяць&"забарвленим".
Сузір'я GPS складається з 24 супутників, які рівномірно розподілені на 6 орбітальних площинах і літають по середній круговій орбіті на висоті 20 200 кілометрів над землею. Слід сказати, що ймовірність того, що ми зможемо передати сигнал на Місяць, не є низькою, але її може бути недостатньо, щоб підтримувати зонд на Місяці для навігації, як на Землі.
Всім відомо, що при використанні навігаційного програмного забезпечення в житті, для досягнення точного позиціонування, існують вимоги до кількості навігаційних супутників, які можуть приймати сигнали, як правило, не менше 4 супутників. Ян Юйгуан сказав, що в концепції позиціонування космічного корабля цей метод розрахунку його власного положення в реальному часі за допомогою прийому сигналів від кількох супутників називається визначенням геометричної орбіти.
Проте космічний корабель на Місяці, очевидно, не може гарантувати, що він зможе"натерти" 4 супутникових сигнали GPS одночасно, що вимагає іншого методу позиціонування – динамічного визначення орбіти. Ян Юйгуан сказав, наприклад, що місячний космічний корабель отримав сигнал супутника А о 1 o' годинник, отримав сигнал супутника B о 2 o' годинник і отримав сигнал супутника C на 3 o' годинник... Неможливо досягти геометричного визначення орбіти, але це можна визначити за певний період часу. , отримувати дані від кількох супутників по певній дузі і, нарешті, обчислювати власну орбіту. Але цей метод займає більше часу.
Крім того, основним питанням, з яким стикається місячна навігація, є сила отриманого сигналу. Ян Юйгуан сказав, що супутник GPS знаходиться на відстані 20 000 кілометрів від Землі, а потім до Місяця відстань може досягати близько 400 000 кілометрів, а сигнал вже дуже слабкий. Тому розмір антени на місячному зонді для прийому сигналу стає ключовим. Для того, щоб мати потужніший прийом сигналу, потрібна велика антена, але з точки зору розробки та запуску космічних кораблів, можна сподіватися, що чим менше антена, тим краще, що суперечливо.
Однак він вважає, що це не непереборна технічна проблема, а просто треба платити більше.
Експерти пропонують створити"місячну навігаційну супутникову систему"
Фактично, з часів космічних польотів людини вимірювання орбіти та позиціонування космічних кораблів були незамінними.
Ян Юйгуан сказав, що, взявши за приклад діяльність з дослідження Місяця, місія США Apollo в основному була заснована на наземних вимірюваннях і контролі для навігації та позиціонування. Місія my country's Change також реалізує інтегровану навігацію за допомогою вимірювання наземних даних і контролю позиціонування в поєднанні з ультрафіолетовими місячними датчиками та іншими датчиками. Точність позиціонування цього методу невисока, але він може задовольнити потреби процесу обертання Місяця або посадки на Місяць.
В останні роки людство відновило ентузіазм до дослідження Місяця, і його мета також перемістилася з обслуговування політики на розробку місячних ресурсів півстоліття тому, тому діяльність з дослідження Місяця буде складнішою. Наприклад, NASA готується до повернення астронавтів на Місяць, і його ранні місії включають видобуток льоду в кратерах поблизу південного полюса Місяця', щоб отримати водень і кисень, необхідні для життя і розпаду води. паливо. У майбутньому астронавти NASA також зустрінуться з місяцеходом, транспортним засобом, буровим та іншим обладнанням, надісланим раніше. Для цього потрібні більш точні можливості позиціонування, тому вони хочуть використовувати GPS-навігацію.
Репортер дізнався, що дослідження місячної навігації проводять не лише NASA, а й аерокосмічні експерти з багатьох країн. Ян Юйгуан вважає, що найбільш прямий і ефективний спосіб досягнення цієї мети в майбутньому — це спільна робота країн, щоб створити орієнтир простору-часу в близькомісячному просторі з функціями позиціонування та визначення часу. Коротше кажучи, це створення"місячної навігаційної супутникової системи".
Він сказав, що до цих пір методи навігації та позиціонування, які використовуються людьми в дослідженні Місяця, не дуже ефективні, а деякі з них дорогі, і важко задовольнити потреби майбутнього розвитку Місяця. Якщо кілька навігаційних супутників можуть бути розгорнуті поблизу Місяця в майбутньому, наприклад, на 1 o' годинник і 2 o' годинник на лагранжиані Земля-Місяць, полюси Місяця та на орбіті навколо Місяця, він зможе надавати точні позиції для орбітальних апаратів і місячних посадкових апаратів тощо. Інформація про швидкість і контрольний час, що робить дослідження Місяця безпечнішим і зручнішим. Це також буде важливою частиною будівництва майбутньої місячної бази.