《南華早報(bào)》援引6月在《中國空間科學(xué)技術(shù)》期刊上發(fā)表的論文稱，中國研究團(tuán)隊(duì)綜合考慮了中繼通信、月面導(dǎo)航、星座建設(shè)及維護(hù)成本等方面的各項(xiàng)指標(biāo)，提出由21顆衛(wèi)星組成的近月空間導(dǎo)航星座設(shè)想方案，目標(biāo)是為人類在月球長期、高密度的探測活動(dòng)提供長時(shí)間的高精度導(dǎo)航。

NASA的“月球網(wǎng)”架構(gòu)可以為月球附近提供導(dǎo)航和通信服務(wù)。

《南華早報(bào)》稱，目前在地球表面或近地空間，主要使用美國全球定位系統(tǒng)（GPS）、中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、歐洲的“伽利略”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和俄羅斯的“格洛納斯”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，為全球用戶提供全天候、高精度的定位導(dǎo)航等服務(wù)。這些全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)通常由20-35顆衛(wèi)星組成，精度可達(dá)數(shù)米，用戶能利用至少4顆衛(wèi)星的信號(hào)組合來精確定位和獲取時(shí)間信息。

而中國科學(xué)家提出的月面導(dǎo)航方案也與此類似，導(dǎo)航時(shí)要求至少4顆衛(wèi)星同時(shí)對(duì)目標(biāo)可見。報(bào)道稱，該研究還提出一種近月空間星座建設(shè)路線，分三個(gè)階段逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)全月的導(dǎo)航。中國研究團(tuán)隊(duì)表示，后續(xù)研究將結(jié)合軌道參數(shù)優(yōu)化技術(shù)，形成更系統(tǒng)的月球?qū)Ш椒桨浮?/p>

報(bào)道提到，雖然該論文沒有給出具體建設(shè)時(shí)間表，但中國探月工程的初步方案和國際月球科研站的規(guī)劃此前已經(jīng)公布：中國計(jì)劃在2030年之前將航天員送上月球，并在2035年前以月球南極為核心，建成功能基本齊備、要素基本配套的國際月球科研站，2045年前建成拓展型。

美歐日都已提出月球?qū)Ш接?jì)劃

近年來，近月空間星座建設(shè)正在成為航天研究的熱點(diǎn)方向。伴隨著越來越多的月球探測和開發(fā)活動(dòng)，建立月球?qū)Ш较到y(tǒng)的設(shè)想也不斷被提出。為滿足美國“阿爾忒彌斯”載人登月計(jì)劃的導(dǎo)航需求，2020年美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家經(jīng)過計(jì)算后確認(rèn)，GPS衛(wèi)星信號(hào)在38萬公里外的月球附近依然能夠提供服務(wù)，據(jù)稱在月球軌道上的航天器能獲取5-13顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，定位精度在200到300米之間。

但如果想在月球表面展開大規(guī)模的探測和開發(fā)活動(dòng)，這樣的定位精度就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）的報(bào)告顯示，運(yùn)行在地球附近的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在38萬公里外的月球附近的信號(hào)強(qiáng)度只有地面信號(hào)強(qiáng)度的1/30，而且由于月球自身的遮擋，月球背面也無法收到這些導(dǎo)航信號(hào)。同時(shí)月球表面覆蓋環(huán)形山，來自地球的微弱導(dǎo)航信號(hào)容易被山丘、火山口邊緣擋住，因此需要專門的中繼通信衛(wèi)星提供支持。在月球通信的中繼方面，中國已經(jīng)有了成功經(jīng)驗(yàn)，先后于2018年和2024年發(fā)射的鵲橋一號(hào)和鵲橋二號(hào)衛(wèi)星為多項(xiàng)探月任務(wù)提供了中繼通信支持。

2020年，NASA為支持“阿爾忒彌斯”計(jì)劃提出了“月球網(wǎng)”架構(gòu)，可以滿足在月球表面和附近的宇航員與航天器之間的通信需求，也可以讓宇航員和漫游車能在崎嶇的月球表面獲得位置和時(shí)間信息。為此NASA在2022年1月啟動(dòng)“月球通信中繼與導(dǎo)航系統(tǒng)”，計(jì)劃發(fā)射多顆運(yùn)行在月球軌道上的衛(wèi)星。2022年6月28日，美國“頂石”探測器升空。這個(gè)只有微波爐大小的探測器被宣傳為“世界上第一顆月球?qū)Ш叫l(wèi)星”，其任務(wù)之一是驗(yàn)證并測試新型導(dǎo)航技術(shù)，以降低未來任務(wù)的風(fēng)險(xiǎn)。

歐洲也在推進(jìn)月球通信服務(wù)計(jì)劃。2021年，歐洲航天局（ESA） 發(fā)布“月光”計(jì)劃，提出將在2027年前后建成可持續(xù)服務(wù)的月球共享通信與導(dǎo)航系統(tǒng)（LCNS），并計(jì)劃于2025年發(fā)射首顆“月球探路者”衛(wèi)星，在橢圓凍結(jié)軌道上開展技術(shù)驗(yàn)證。

2022年，日本JAXA也提出“月球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（LNSS）”，計(jì)劃在月球橢圓軌道上部署8顆衛(wèi)星，可為月球南極地區(qū)的探測器提供中繼通信和導(dǎo)航定位服務(wù)。

想建立月球?qū)Ш较到y(tǒng)不容易

盡管地球附近已經(jīng)有四大全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，但想要把它們“搬”到月球表面卻并不容易。NASA網(wǎng)站介紹說，首先影響建設(shè)月球?qū)Ш较到y(tǒng)的就是月球時(shí)間問題。NASA的最新計(jì)算表明，根據(jù)相對(duì)論的“時(shí)間膨脹”效應(yīng)，相比地球表面時(shí)間，月球表面時(shí)間在每個(gè)地球日快57.5微秒，甚至月球表面與月球軌道上的時(shí)間也有差別?？紤]到全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)的授時(shí)精度已達(dá)到微秒級(jí)別，因此月球時(shí)間的這一影響不容忽視。而且月球目前沒有獨(dú)立的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。各國的探月計(jì)劃都使用自己的時(shí)間尺度，并轉(zhuǎn)換成“協(xié)調(diào)世界時(shí)”。但探月活動(dòng)越來越多，月球時(shí)間的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一問題日益嚴(yán)重。2022年11月，全球航天機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)組織的代表在歐洲航天局的歐洲空間研究與技術(shù)中心召開會(huì)議，起草關(guān)于如何定義月球時(shí)間的建議。國際計(jì)量局時(shí)間部部長帕特里齊亞·塔維拉表示，如果不確立官方月球時(shí)間，各國航天機(jī)構(gòu)和私人公司就會(huì)各按各的方案行事。

其次，NASA表示，四大全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)是建立在全球大地測量觀測系統(tǒng)（GGOS）基礎(chǔ)上的，只有通過后者才能獲得統(tǒng)一、協(xié)調(diào)的地球表面坐標(biāo)和海拔高度。但目前月球表面還沒有建立類似的地理坐標(biāo)系統(tǒng)。美國國家地理空間情報(bào)局（NGA）正在推進(jìn)相關(guān)的測量工作并建立“月球參考系統(tǒng)（LRS）”，但這需要大量的觀測數(shù)據(jù)。NASA承認(rèn)，預(yù)計(jì)它很難在近年的“阿爾忒彌斯”計(jì)劃中發(fā)揮作用。

此外，月球?qū)Ш接?jì)劃在具體實(shí)施過程中還會(huì)受到月球自身形狀和質(zhì)量的影響。例如鵲橋二號(hào)中繼星采用環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道作為使命軌道，就是由于月球外形結(jié)構(gòu)不規(guī)則，靠近月球飛行的航天器受到月球引力等因素作用，飛行軌道易產(chǎn)生偏差。

值得注意的是，美國、歐洲和日本的月球?qū)Ш接?jì)劃正打算通過相互配合提供月球增強(qiáng)導(dǎo)航服務(wù)，并構(gòu)建國際標(biāo)準(zhǔn)。美國和歐洲還將從2024年開始試點(diǎn)使用基于地球探測器發(fā)射的微弱衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)計(jì)算月球上的位置。