NASA测试全球首款不依赖GPS的航天器导航系统

  

电话 | 010-82030532    手机 | 18501361766

微信 | tech9999    邮箱 | yw@techxcope.com

NASA 的椋鸟（Starling）任务验证了一款首创导航系统：航天器无需 GPS，通过追踪太空其他目标即可解算自身轨道位置。

这套名为FALCON的系统，直接复用航天器搭载的相机识别轨道上的其他空间目标；再将观测数据与已知卫星、轨道碎片编目数据库比对，以此确定“椋鸟” 航天器自身位置。

随着航天器飞向更远的深空，这项技术的重要性将持续提升。GPS 信号并非为月球周边或深空环境设计，无法提供可靠导航。因此自主导航替代方案，对未来月球及行星探测任务至关重要。

FALCON 是 NASA 与斯坦福大学孵化的初创企业 EraDrive 联合开展的在轨试验。系统整合 EraDrive 公司的 EraCore 星载软件，依托 “椋鸟” 的相机以及星载空间目标编目库，让航天器无需外部导航网络，即可完成导航与目标跟踪。

试验使用“椋鸟” 的星跟踪相机。这类相机原本用于观测天体，确定航天器姿态；FALCON 拓展其用途，用来识别卫星、轨道碎片等空间物体。

研发团队在星上预加载包含约 20000 个空间目标及其轨道预报的编目库。FALCON 将星上观测结果与库内轨道预报做匹配，既估算航天器自身位置，同时还修正其他空间目标的轨道预报。

在为期三天的试验期间，该系统在无地面人员干预的条件下，优化了 200 余个空间目标的轨道参数。NASA 表示，系统星上解算得到的目标位置精度，优于原有编目库数据。

这意味着该技术的价值不限于导航本身。更精准掌握卫星与碎片位置，可服务于太空态势监测与碰撞规避；而自主定位能力，则能够降低航天器对地面基础设施的依赖。

美国加州硅谷艾姆斯研究中心，NASA 小卫星与分布式系统项目经理罗杰・亨特表示：“FALCON 是椋鸟演示任务取得的又一项成果。FALCON 的试验结果，将对在轨太空交通监测、碰撞规避、备选导航技术产生深远影响。椋鸟任务不断创造多项‘首次’技术突破。”

多航天器协同工作场景下，该技术的价值还将进一步放大。NASA 计划在今年晚些时候拓展本次试验：让由四颗卫星组成的椋鸟集群，借助 EraCore 软件互相共享跟踪观测数据，协同解算、修正各星位置。

该能力可支撑未来月球轨道卫星集群：多颗航天器在无法持续接入地面导航系统的条件下实现协同；也能够服务分布式科学探测任务—— 这类任务需要多星精确位置，才能融合不同点位采集的探测数据。

对于载人深空探测，这套自主导航技术可支撑月球、火星轨道航天器运行，减少对地面网络的依赖；同时帮助航天器更精准感知周边轨道环境。

椋鸟任务 2023 年发射，由 NASA 艾姆斯研究中心牵头，NASA 小卫星与分布式系统项目负责经费支持与项目管理。

以下图片链接包含《世界军事热点问题研究》季刊、《全球太空动态》月刊、《远望周刊》、《俄军情周报》、《美军情周报》、《防空反导简报》、《网络空间简报》、《前沿科技动态与颠覆性技术》等期刊，请滑动或点击图片进入商城查看。

<<  滑动查看下一张图片  >>