NASA正在开发一种可在没有GPS情况下在月球导航的激光背包

在月球上情况就大不相同了。月球上不仅没有GPS或其他电子导航设备，甚至没有天然磁场，所以传统的指南针根本没用。当后来的阿波罗号宇航员冒险离开登月舱基地时，他们不得不依靠太阳罗盘来确定最初的方位，但这不是一个理想的解决方案。

NASA的动态导航和制图背包(KNaCK)旨在改变这一切，它不仅为未来的宇航员提供了一个像GPS一样的独立精确导航系统，但它也能在完全黑暗的情况下自动实时绘制出高精度的月球表面地图。

关键是一种激光版本的雷达--调频连续波(FMCW)激光雷达。通过将这种调制的激光照射到地面上，KNaCK可以测量返回信号每秒数百万次的多普勒频移并绘制出高分辨率的3D地图。

通过使用激光，KNaCK可以在完全黑暗的环境下工作，这使得它在月球南极附近特别有用，因为那里太阳升起的高度不会超过地平线3度。在这种情况下，一种精确的导航设备将允许宇航员和漫游者在没有一排排灯光指路的情况下安全地移动。此外，这种自动系统弥补了缺乏地标的缺点，这些地方经常使月球像岩石田或草原一样难以导航或判断距离。

行星科学家Michael Zanetti说道：“基本上，传感器是一种用于导航和科学测绘的测量工具，能创建厘米级精度的超高分辨率3D地图并为它们提供丰富的科学背景。它还将帮助确保宇航员和月球车在月球等无法使用GPS的环境中的安全、识别到遥远地标的实际距离并实时向探险者显示他们已经走了多远，距离目的地还有多远。”

KNaCk目前正在新墨西哥州和肯尼迪航天中心的沙丘地带进行实地测试。通过跟商业伙伴合作，下一步将是将该技术小型化，直到它可以安装在月球车或宇航员的头盔上并能经受月球温度、辐射和低重力的严酷考验。

Zanetti说道：“通过利用来自（商业合作伙伴）Aeva的最新激光雷达技术，我们的下一代太空加固单元在火炬技术的支持下将大概是一个汽水罐大小并可以实现前所未有的月球表面操作。”