由欧洲航天局 萨里卫星技术有限公司(SSTL)、古纳希尔地球站(GES)和欧洲航天局(欧空局)今天在科罗拉多斯普林斯的空间研讨会上签署了商业月球任务支持服务合作协议
这一创新的商业探索伙伴关系旨在开发欧洲月球电信和导航基础设施，包括向月球轨道运送有效载荷和纳米卫星
信用:SSTL 欧空局的月球探路者任务将携带一个先进的卫星导航接收器，以便在月球轨道上进行首次卫星导航定位
这一实验性有效载荷标志着欧空局雄心勃勃的计划的第一步，该计划旨在扩大可靠的卫星导航覆盖范围——以及通信链路——以在本十年内探索月球周围并最终在月球上
公私合营的月球探路者通信卫星将于2023年底发射进入月球轨道，为月球任务提供商业数据中继服务，同时也扩展了卫星导航信号的操作限制
像欧洲的伽利略星座这样的导航卫星旨在为我们的星球提供定位、导航和定时服务，因此它们的导航天线的大部分能量直接辐射到地球圆盘上，阻止了它在太空中更远的用户的使用
“但这还不是全部，”哈维尔·文图拉-特拉弗斯解释道，他是欧空局伽利略导航科学办公室的负责人，并协调欧空局的月球导航活动
“导航信号模式也向侧面辐射，就像手电筒发出的光一样，过去的测试表明，只要安装了足够的接收器，这些天线的‘旁瓣’就可以用于定位
" 就像地面上的人或车一样，低地球轨道上的卫星严重依赖卫星导航信号来确定它们的轨道位置，而且由于欧空局证明了高轨道定位是可能的，今天越来越多的地球静止轨道上的卫星使用卫星导航接收器
完整的伽利略星座将由三个轨道平面上的24颗卫星组成，每个轨道上还有两颗备用卫星
其结果将是欧洲有史以来最大的舰队，提供全球导航覆盖
信用:欧空局-P
车道 但是地球静止轨道在35，786千米以上，而月球在10倍以上，平均距离为384，000千米
然而，在2019年，美国宇航局的磁层多尺度任务获得了全球定位系统信号，以执行定位，并确定其轨道从187 166公里远，接近地球-月球距离的一半
哈维尔补充道:“这一成功的实验证据为我们提供了很高的信心，因为我们将搭载在月球探路者号上的接收器将显著提高灵敏度，使用伽利略和全球定位系统信号，还将配备高增益卫星导航天线
" 这种高灵敏度接收机的主天线是通过欧空局的一般支持技术方案开发的，接收机的主要单元是通过欧空局的导航创新和支持方案NAVISP开发的
接收器项目由欧空局导航工程师皮埃特罗·乔尔达诺领导:“这种高灵敏度的接收器将能够探测到非常微弱的信号，比地球上接收到的信号弱数百万倍
使用先进的机载轨道滤波器将能够在自主基础上实现前所未有的轨道确定精度
" 导航卫星——如欧洲的伽利略、美国的全球定位系统、俄罗斯的全球导航卫星系统或日本、中国和印度的同类卫星——将天线直接对准地球
任何在这些星座上方运行的卫星都只能希望探测到来自地球远端的信号，但大多数都被行星挡住了
对于定位来说，卫星导航接收机至少需要四颗卫星才可见，但如果仅仅基于前置信号，这在大多数情况下是不可能的
相反，在更高轨道上的卫星导航接收机可以利用导航天线侧向发射的信号，这种信号位于所谓的“旁瓣”范围内
就像手电筒一样，无线电天线向侧面以及直接向前发射能量
信用:欧空局 月球探路者的接收器预计将达到100米左右的定位精度——比传统的地面跟踪更精确
欧空局导航支持办公室主任沃纳·恩德勒指出，卫星导航的出现将使月球卫星的“精确轨道确定”成为可能:“传统的月球轨道卫星轨道确定是通过无线电测距，利用深空地面站来完成的
这次月球探路者演示将是月球导航的一个重要里程碑，改变了整个方法
这不仅将提高航天器的自主性和结果的准确性，还将有助于降低运营成本
" 虽然月球轨道通常不稳定，低轨道卫星被月球上的块状质量集中或“mascons”拉离轨道，但月球探路者计划采用高度稳定的“冻结”椭圆轨道，重点是月球南极——未来探险的主要目标
在大多数测试中，地球及其卫星导航星座应该保持在月球探路者的视野之内
主要的挑战将是克服卫星导航信号的几何限制，这些信号都来自天空的同一部分，同时信号功率也很低
2007年11月，日本辉夜姬月球探测器拍摄的月球上火星南极熔岩平原的高清图像
信用:JAXA/NHK 月球探路者的演示表明，地球卫星导航信号可用于月球轨道导航，这将是欧空局月光计划的一个重要的早期步骤
在欧空局三个局的支持下，月光将继续建立月球通信和导航服务
“在未来十年，欧空局的目标是为基于专用月球卫星的所有月球任务建立一个共同的通信和导航基础设施，”欧空局管理空间探索的商业化和创新计划的伯恩哈德·胡芬巴赫解释说
“月光号将能够支持不能使用地球卫星导航信号的任务，例如在远端的着陆器，并计划弥补目前的差距，满足全球探测界提出的需求，目标定位精度低于50米
" 月球探索依赖于欧空局现有的广泛专业知识
随着新的月球经济的出现，它将创造新的机会，包括机器人、栖息地和运输
登月任务有着相似的通信和导航需求，使用月球卫星星座可以满足这些需求
在该机构的“月光”倡议下，欧空局正在与工业界探索必要的技术解决方案以及提供月球电信和导航服务的交付模式
信用:欧空局-欧洲航天局 除了促进月球探测，这些卫星导航信号有朝一日可能成为科学本身的工具，例如，用于在月球表面进行反射测量；探测环绕月球的稀薄尘埃“外球”,或者通过提供一个横跨月球的共同时间参考信号，用于基础物理或天文学实验
哈维尔指出，月球探路者的卫星导航实验不仅标志着卫星导航历史上的第一次，还将产生更大的影响:“这将成为月球轨道上首次演示全球定位系统和伽利略接收，为在深空导航航天器打开了一扇完整的大门，使人类能够探索月球
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