月亮專用GPS導航系統

科學家正在開發一個與GPS感覺相似的導航系統﹐為NASA在2020年從新返回月球后提供月球上的導航工具

曾經從事火星探測計劃的俄亥俄州立大學的研究人員們，現正展開一項新的科研項目，幫助人類在月球上探索導航。

俄亥俄州立大學土木環境工程和地理科學系的地圖繪製與地理信息系統實驗室的首席教授李榮興(Ron Li)表示，美國太空總署NASA預定在2020年從新返回月球開展研究，但問題是宇航員們將無法使用衛星定位系統GPS進行月球探索，因為月球沒有衛星發射GPS信號。

所以太空總署已經撥款一百二十萬美元給李榮興，在三年內開發一個與GPS感覺相似的導航系統，但依靠的是包括月球信標、立體攝影機及軌道圖像傳感器在內的一套傳感器。

太空總署7月21日在加州莫費特菲爾德(Moffett Field)市愛默思研究中心(NASA Ames Research Center)舉行了NLSI月球科學會議，李榮興在會議上用海報形式介紹了這個計劃。

新計劃將會在李榮研究團隊正在為「精神」(Spirit)和「機會」(Opportunity)號這兩個火星探測器開發的支持軟件基礎上進一步發展而成。研究人員們從火星探測上已經獲取了很多知識及經驗，新的探測科技，如傳感器、慣性導航儀、攝影機、電腦處理芯片、圖像處理器等，將會令宇航員在月球上的探索更加容易。

李榮興解釋道，人們習慣於使用視覺線索去判斷距離，例如建築物的大小，或在水平線上的另一輛車，但月球上沒有這些提示，所以很容易迷路、或對物體的距離及地點判斷錯誤，而這是極為危險的。

他講述了上幾次月球任務中，宇航員們前往目標地月亮火山口時，即使到達火山口附近幾碼的範圍之內了，但由於地勢艱難仍然無法看到火山口。「他們都去到這麼近了，但由於安全原因還是只能無功而返。」如果當時有月亮專用GPS導航系統，那麼就不會出現上述問題。

李榮興研究團隊的首要任務是令宇航員們安全，他的團隊人員包括心理及人腦與電腦互動專家及工程師。「我們將幫助探測工作，同時幫助宇航員們保持健康。我們希望他們避免迷路恐慌，或對不好用的儀器產生沮喪感。月球探索不只是技術問題，還是一個生物醫學問題。」

李榮興解釋了這個系統是如何運作的。從軌道上攝得的圖像將與在月面上的圖像相結合，產生出月面地圖。月球探測車的動感器及宇航員們將使用電腦去計算他們的地點。月球信標、月球降落儀及基地將向宇航員們提供他們附近環境的圖像，圖像與我們在地球上使用的GPS系統相似，研究人員們稱呼他們這套裝置為「月球宇航員空間方向及信息系統」(LASOIS)。

LASOIS在太空總署格蘭研究中心(NASA Glenn Research Center)的夥伴們將把以前的一個通信信標改裝成通信及導航兩用裝置。麻省理工學院的研究人員們負責設計宇航員們將使用的接觸式按鍵器，可能帶在宇航員們太空衣的手臂位置上，去看他們的地點及探測新目標地點。加州伯克利大學的研究人員們將研究如何向宇航員提供視覺線索，令他們可以找到路，並研究他們可能經受的心理壓力。

根據李榮興的計劃，該團隊將先做出一個模型，然後在摩哈維(Mojave)沙漠進行測試及完善。第三年將可能在宇航員身上進行測試。

太空總署將在2020年前花費幾年的時間將該導航系統與其它的月球技術相結合。