NASA和意大利航天局于3月3日创造了历史,月球GNSS接收器实验(LuGRE)成为第一个在月球表面获取并跟踪地球导航信号的技术演示项目。
LuGRE载荷在月球轨道和表面的成功表明,GNSS(全球导航卫星系统)信号可以在月球上被接收和跟踪。这些结果意味着NASA的阿尔忒弥斯(Artemis)任务或其他探索任务可以利用这些信号准确且自主地确定其位置、速度和时间。这项突破为未来月球和火星的高级导航系统和服务奠定了基础。
艺术家绘制的LuGRE载荷在蓝色幽灵号上的概念图,以及其在前往月球途中、月球轨道和月球表面上的三个主要记录。
影像来源: NASA/Dave Ryan
“在地球上,我们可以使用GNSS信号进行导航,无论是智能手机还是飞机。”NASA的SCaN(太空通信与导航)项目项目副副局长凯文·科金斯(Kevin Coggins)说道。“现在,LuGRE向我们展示了在月球上成功获取并跟踪GNSS信号的可能性。这对月球导航来说是一个非常激动人心的发现,我们希望利用这一能力为未来的任务提供支持。”
“现在,LuGRE向我们展示了我们可以在月球上成功获取和跟踪GNSS信号。这对于月球导航来说是一个非常激动人心的发现,我们希望在未来的任务中利用这一能力。”
通往这一历史性里程碑的道路始于3月2 日,当时萤火虫太空公司的蓝幽灵登月器成功降落在月球,并交付了LuGRE,这是NASA的10个用于推进月球科学研究的载荷之一。着陆后不久,位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心的LuGRE载荷操作人员开始在月球表面执行他们的首次科学操作。
NASA和意大利航天局的成员正在观看蓝幽灵登月器成功降落在月球表面。
影像来源: NASA
随着接收器数据的传输,期待值不断攀升。月球上的任务是否能够获取并跟踪来自GPS和伽利略两大GNSS卫星群的信号,并利用这些信号在月球表面进行导航?
然后,在3月3日美国东部时间凌晨2点,这一壮举正式实现:LuGRE首次在月球表面获取并跟踪GNSS信号,并成功完成导航定位,距离地球约225,000英里(约36.2万公里)。
现在,随着蓝色幽灵号已成功着陆,任务将在月球上运行14天,NASA和意大利航天局将有机会以近连续模式收集数据,推动更多GNSS里程碑的实现。除了这一创纪录的成就外,LuGRE也是意大利航天局首次开发并成功部署在月球的硬件,标志着该机构的一个重要里程碑。
LuGRE载荷在前往月球的旅程中还打破了GNSS记录。1月21日,LuGRE在距地球209,900英里(约33.8万公里)处刷新了最高海拔GNSS信号接收记录,此前的纪录由NASA磁层多尺度任务(MMS)保持。2月20日,当LuGRE进入月球轨道时,它的高度记录进一步攀升至243,000英里(约39.1万公里)。这意味着,在地月空间(地球与月球之间的空间)执行的任务,也可以依赖GNSS信号进行导航定位。
萤火虫太空公司的蓝幽灵登月器在月球上捕捉到了第一缕日出,标志着月球白昼的开始,也意味着它在新家园的月表任务正式启动。
影像来源: Firefly Aerospace
传统上,NASA工程师使用多种测量方式来跟踪航天器,包括机载传感器数据以及地球上的跟踪站信号。LuGRE载荷的实验表明,使用GNSS(全球导航卫星系统)信号进行导航可以减少对人工操作的依赖,因为这些信号即使在遥远的月球也可以被航天器自主接收并使用。
LuGRE载荷是NASA戈达德太空飞行中心、意大利航天局、其产业合作伙伴Qascom和都灵理工大学的合作成果。NASA的SCaN计划办公室为LuGRE提供资金和监督。该载荷被NASA选为10个资助的科研与技术演示项目之一,并通过萤火虫太空公司运送至月球表面,此次任务属于NASA的商业月球有效载荷服务(CLPS)计划的一部分。
如欲了解关于LuGRE的更多信息,请访问:https://go.nasa.gov/41qwwQN
NASA、意大利航天局、Qascom和都灵理工大学的LuGRE联合团队在NASA戈达德太空飞行中心合影。
影像来源: NASA
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