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06-18
雷锋网注：来源：NASA 自2016年7月20日人类首次成功登月以来，人们从未停止过对月球的探索。
2016年，美国宇航局的月球勘测轨道飞行器（LRO）和信使号航天器探测到隐藏在月球上的冰沉积物。
NASA LRO 项目负责人诺亚·佩特罗 (Noah Petro) 表示，如果得到证实，月球上潜在的冷冻水储备可能足够大，足以支持长期的月球探索。
于是，人们开始了对月球冰矿床的进一步探索。
根据美国宇航局的阿尔忒弥斯计划，一旦宇航员到达月球，他将需要开采南极附近陨石坑中的冰沉积物，这些冰沉积物可以分解成氢气和氧气。
因此，科学家需要向采冰区派遣航天器、登陆舰、月球车、钻探设备、补给车等设备。
如何实现月球定位已成为亟待解决的问题。
对此，有科学家提出了这样的想法：适合地球的GPS系统能否适合月球，帮助宇航员登陆月球？在2019年3月7日举行的IEEE航空航天会议上，NASA喷气推进实验室的科学家张家明和查尔斯·李给出了肯定的答案。
经过数学计算，现有的靠近地球的全球导航卫星的信号可以在数公里外的月球轨道上使用。
张家明表示，目前正在开展卫星信号的运营工作，以确保未来几年大量任务到来时，有基础设施来架设设备。
张家明和查尔斯·李基于美国全球定位系统、欧洲伽利略系统和俄罗斯格洛纳斯系统（共覆盖81颗卫星）绘制了导航卫星的轨道。
这些卫星大多数都具有定向天线，可以将信号传输到地球表面并辐射到太空。
研究人员表示，辐射到太空的信号可以被月球附近装有密集接收器的航天器读取。
根据张家明和查尔斯·李团队的计算，月球轨道上的航天器在给定时间内可以读取5-13个卫星信号，这足以精确确定其在太空中的位置，误差在1到10米之间。
该团队还将继续提高计算机模拟的准确性。
由于月球表面陨石坑较多，冰沉积物位于极地，导航信号很容易被山丘和陨石坑边缘遮挡，航天器对卫星信号的获取受到限制。
为了解决这个问题，研究小组建议宇航员使用最近的发射器作为参考点。
此外，一些科学家认为，宇航员可以同时使用两颗卫星作为定位信标，其中一颗是位于月球高轨道的新型中继卫星，另一颗是美国宇航局的月球勘测轨道器。
按照 Artemis 计划的标准，这个微型网络的成本并不高。
该中继卫星可以从现有卫星设计中汲取设计灵感，体积较小，可以安装在火箭上，在宇航员登月之前发射到月球。
然而，由于资金问题，阿耳忒弥斯的计划一直在改变。
为了使阿尔忒弥斯计划变得可行，美国宇航局管理员将希望寄托在一个名为“网关”的月球轨道基站上。
不过，如果按照白宫的要求，科学家需要在2019年之前将宇航员号送上月球，而月球轨道基站Gateway的竣工恐怕还需要十年时间。
尽管如此，科学家仍然表示，无论登月计划最终结果如何，提前实现月球定位计划都是有益的。
至于计划能否实现，张家明表示：可以做到，只是钱的问题。
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