美宇航局將建月球導航系統 _月球

美國《科學日報》報道，由于月球還沒有衛星能發射GPS信號，所以美國宇航局欲耗資120萬美元，在未來三年的時間內為月球建立一個類似于GPS的定位導航系統。美國已經決定在2020年重返月球，并計劃在月球上修建基地。美國俄亥俄州立大學的科研小組負責人李榮興教授說，美國GPS全球衛星定位系統如今在地球上已得到廣泛應用，但身處月球的宇航員卻無法利用GPS導航。于是曾協助火星探測器“勇氣”號和“機遇”號的俄亥俄州州立大學的研究人員日前已經積極投身于協助月球探測的項目中。目前月球還沒有衛星來發送GPS信號，因此美國航天局將撥款120萬美元并授權李教授，讓他和他的科研小組在未來的三年內為月球建立一個類似GPS的導航系統供宇航員使用。而該導航系統的信號由一組傳感器發送，該傳感器還配備有月球定位信標，立體相機和軌道成像傳感器。本周一在美國艾姆斯研究中心(Ames Research Center,位于加州莫非特基地)進行的月球科學研究所月球科學會議上，李教授通過海報發表的形式對這項計劃進行了詳述。李教授正在為火星探測器“勇氣”號和“機遇”號進行軟件開發。他對其相關經驗的敘述讓與會的研究人員獲得了許多在探測火星過程中運用的導航系統方面的知識。而像傳感器、慣性導航系統、數碼相機、電腦處理器以及圖像處理器等新技術的運用也將使宇航員在未來的月球探索之旅中受益良多。李教授說，人們往往通過某些視覺線索即找到參照物來判斷距離，例如觀察建筑物的體積或是遠處地平線上的汽車大小等。但在月球上卻沒有這樣的視覺線索可循，因此在月球上迷失方向或者錯誤判斷物體的大小和位置的情況很容易發生，而且也非常危險。他說，在以前的月球任務中曾出現過這樣的情況，當宇航員接近了一個目標位置，例如一個彈坑附近，雖然離彈坑只有幾碼的距離卻看不見它，因為地形過于復雜。李教授說：“雖然宇航員已經非常接近，但考慮到安全問題必須返回。”為了完成這項計劃，李教授已經成為了一個專門科研小組，其成員包括了心理學專家、人機交互專家和工程學專家。他說，保證宇航員的安全是該科研小組放在第一位的重要宗旨，他認真承諾：“我們將協助建立導航系統，同時也要保證宇航員的安全。我們想通過這一定位系統來幫他們導航，并避免由于迷航所產生的壓力和沮喪。月球導航系統不僅是一個技術問題，同樣也是生物醫學問題。”李教授也介紹了該系統的工作原理：從繞月探測器采集的圖像將與月球表面探測器采集的圖像相結合來繪制月球地形圖；月球車以及宇航員身上安裝的運動傳感器將實時數據輸入計算機并計算宇航員所處在的位置；從月球信號塔、月球著陸器以及基地臺發射的信號將給宇航員發送他們所處環境的圖像，這與地球上汽車司機使用的GPS定位系統非常相似。研究人員將這一全套系統命名為月球宇航員空間導航信息系統(LASOIS) 。除此以外，還有許多其他的機構在為這一系統而努力。美國宇航局格倫研究中心的研發合作者將把以前存在的通信信標轉變為既可通信又可導航的兩用信標。麻省理工學院的研究人員將設計觸摸墊，并可能放置在宇航員所穿航天服的手臂的位置，幫助他們觀測自己的定位和尋找新的目的地。加州大學伯克利分校的研究人員將研究出宇航員用于發現自己道路的視覺線索，并分析他們可能出現的心理壓力。根據李教授的計劃，該科研小組建立好導航系統的原型后，將到莫哈韋沙漠進行測試并逐步完善。他們預計在未來的第三年將會把這一系統用于美國宇航局的宇航員身上進行試用。看來在2020年以前，美國宇航局將會大把的時間來把這一導航系統與其他的月球技術結合使用。