隨著月球探測與開發的興起,月球導航系統的建設已成為全球關注的焦點。中國科學家最近在《中國空間科學技術》雜志上發表了一篇論文,詳細介紹了一種為月球活動提供高精度導航的通信導航星座設計。該設計提出部署21顆衛星,形成一個近月空間導航星座,類似于地球上的北斗導航系統,旨在滿足月球表面密集探測的需求。
目前,地球上的定位與導航服務主要依賴于GPS、北斗、伽利略和格洛納斯等全球衛星導航系統。這些系統通過數十顆衛星網絡,提供數米級精度的定位服務。然而,月球導航系統的設計面臨著月球環境的特殊挑戰,如信號衰減、月球遮擋以及復雜地形導致的信號阻擋。因此,至少需要4顆衛星同時對目標可見,以實現有效的導航。
盡管中國尚未公布具體的建設時間表,但其探月工程和國際月球科研站的長遠規劃已經公開,包括計劃在2030年前實現載人登月,并在2045年前建設一個功能完備的國際月球科研站。此外,美國、歐洲和日本也各自提出了月球導航計劃,顯示出國際社會對月球探索基礎設施建設的共同興趣。
美國NASA的“月球網”構想、歐洲航天局的“月光”計劃以及日本JAXA的“月球導航衛星系統”都致力于解決月球通信與導航的難題。這些計劃不僅關注提高月球表面的定位精度,還旨在構建月球通信中繼網絡,以支持未來的載人及無人任務。
然而,建立月球導航系統面臨著諸多挑戰,包括月球時間與地球時間的差異、缺乏統一的月球坐標系統,以及月球獨特物理特性對軌道穩定性的影響。國際間正在努力協作,探索建立月球時間標準,并通過共享數據與技術,推動月球導航系統的標準化與國際化進程,以促進未來月球活動的順利進行。