在月球用 GPS 定位?NASA:我們正在試!

在地球,訊號從軌道送達到我們的設備只需要幾分之一秒,但在月球上卻至少需要一秒半。乍聽之下好像不多,但其實會根本影響了接收和處理系統的建構方式。
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不論是內建或者是駕駛自行安裝,現在汽車大部分都有配備 GPS 了,但 GPS 放進太空還可行嗎?實際上還真的有機會。美國航空太空總署(NASA)正在月球上研究利用 GPS 來進行定位。

對太空旅行而言「定位」可說攸關生死的資訊,特別是在一片漆黑的宇宙中,人類非常難馬上肉眼來確定自己的空間位置。不過還好,恆星是固定的,科學家透過這些恆星來進行三角測量,讓 NASA 能在太空中精確地找空間資訊。

這樣的概念就如同我們發射了許多圍繞在地球軌道上的恆星(就是衛星),讓它們不斷地發出訊號,使我們的設備能夠抓取這些訊號來定位自己的位置。

理論上 GPS 絕對有辦法適用在月球上,但月球距離地球 384,400 公里,勢必對時間、訊號的掌握造成很大影響;事實上,這幾年 NASA 持續進行磁性層多尺度任務(MMS;Magnetospheric Multiscale Mission)來進行高度定位 GPS 訊號。

「NASA 多年來一直在推動高空 GPS 技術,」MMS 系統架構師盧克.溫特尼茨(Luke Winternitz)在 NASA 新聞發布會上表示。「在月球上使用 GPS 是我們下一個課題。」

當然,太空人不是只把「手機」帶去月球,還需要經過特殊校準,可以獲取以及計算一定距離範圍內的衛星訊號。在地球,訊號從軌道送達到我們的設備只需要幾分之一秒,但在月球上或附近卻至少需要一秒半的時間。也許聽起來不多,但這個延遲就會根本影響了接收和處理系統的建構方式,這也是 NASA 建構團隊持續在研究改進的部分。

NASA 團隊希望在年底前完成月球 NavCube 的硬體技術,並盡快前往月球進行測試。不過隨著阿提米絲計畫(Artemis lunar program)的發展,很有可能會越來越順利。

核稿編輯:Chris

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