美宇航局将建月球导航系统

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从月球信号塔、月球着陆器以及基地台发射的信号将给宇航员发送他们所处环境的图像，这与地球上汽车使用的GPS定位系统非常相似.


 
 

      网易探索7月23日讯据，美国《科学日报》报道，由于月球还没有卫星能发射GPS信号，所以美国宇航局欲耗资120万美元，在未来三年的时间内为月球建立一个类似于GPS的定位导航系统。
美国已经决定在2020年重返月球，并计划在月球上修建基地。美国俄亥俄州立大学的科研小组负责人李荣兴教授说，美国GPS全球卫星定位系统如今在地球上已得到广泛应用，但身处月球的宇航员却无法利用GPS导航。于是曾协助火星探测器“勇气”号和“机遇”号的俄亥俄州州立大学的研究人员日前已经积极投身于协助月球探测的项目中。
目前月球还没有卫星来发送GPS信号，因此美国航天局将拨款120万美元并授权李教授，让他和他的科研小组在未来的三年内为月球建立一个类似GPS的导航系统供宇航员使用。而该导航系统的信号由一组传感器发送，该传感器还配备有月球定位信标，立体相机和轨道成像传感器。
本周一在美国艾姆斯研究中心(Ames Research Center,位于加州莫非特基地)进行的月球科学研究所月球科学会议上，李教授通过海报发表的形式对这项计划进行了详述。李教授正在为火星探测器“勇气”号和“机遇”号进行软件开发。他对其相关经验的叙述让与会的研究人员获得了许多在探测火星过程中运用的导航系统方面的知识。而像传感器、惯性导航系统、数码相机、电脑处理器以及图像处理器等新技术的运用也将使宇航员在未来的月球探索之旅中受益良多。
李教授说，人们往往通过某些视觉线索即找到参照物来判断距离，例如观察建筑物的体积或是远处地平线上的汽车大小等。但在月球上却没有这样的视觉线索可循，因此在月球上迷失方向或者错误判断物体的大小和位置的情况很容易发生，而且也非常危险。他说，在以前的月球任务中曾出现过这样的情况，当宇航员接近了一个目标位置，例如一个弹坑附近，虽然离弹坑只有几码的距离却看不见它，因为地形过于复杂。李教授说：“虽然宇航员已经非常接近，但考虑到安全问题必须返回。”
为了完成这项计划，李教授已经成为了一个专门科研小组，其成员包括了心理学专家、人机交互专家和工程学专家。他说，保证宇航员的安全是该科研小组放在第一位的重要宗旨，他认真承诺：“我们将协助建立导航系统，同时也要保证宇航员的安全。我们想通过这一定位系统来帮他们导航，并避免由于迷航所产生的压力和沮丧。月球导航系统不仅是一个技术问题，同样也是生物医学问题。”
李教授也介绍了该系统的工作原理：从绕月探测器采集的图像将与月球表面探测器采集的图像相结合来绘制月球地形图；月球车以及宇航员身上安装的运动传感器将实时数据输入计算机并计算宇航员所处在的位置；从月球信号塔、月球着陆器以及基地台发射的信号将给宇航员发送他们所处环境的图像，这与地球上汽车司机使用的GPS定位系统非常相似。研究人员将这一全套系统命名为月球宇航员空间导航信息系统(LASOIS)。
除此以外，还有许多其他的机构在为这一系统而努力。美国宇航局格伦研究中心的研发合作者将把以前存在的通信信标转变为既可通信又可导航的两用信标。麻省理工学院的研究人员将设计触摸垫，并可能放置在宇航员所穿航天服的手臂的位置，帮助他们观测自己的定位和寻找新的目的地。加州大学伯克利分校的研究人员将研究出宇航员用于发现自己道路的视觉线索，并分析他们可能出现的心理压力。
根据李教授的计划，该科研小组建立好导航系统的原型后，将到莫哈韦沙漠进行测试并逐步完善。他们预计在未来的第三年将会把这一系统用于美国宇航局的宇航员身上进行试用。看来在2020年以前，美国宇航局将会大把的时间来把这一导航系统与其他的月球技术结合使用。(小尔) (本文来源：网易探索 )