NASA主導的月球導航實驗近日取得關鍵突破——距離地球38萬公里的月球表面，首次捕捉到來自地球的GPS定位信號。這項名為"月球GNSS接收器實驗"(LuGRE)的項目，由美意兩國航天機構聯合實施，搭載在"藍色幽靈"月球著陸器上的實驗設備，于3月3日成功完成歷史性定位。
當"藍色幽靈"著陸器2月20日進入月球軌道時，其攜帶的接收器已突破39萬公里信號接收極限。這個數字相當于地月平均距離的1.03倍，比國際空間站使用的GPS接收器工作距離整整遠了1000倍。要知道，地球軌道上的GPS衛星平均高度僅為2萬公里，這次實驗相當于在月球上接收"逆向信號"。
在地面導航中，普通手機需要同時接收4顆衛星信號才能定位，而LuGRE接收器在38萬公里外僅需捕捉到單顆衛星信號即可完成定位。實驗團隊負責人透露，他們專門開發了高靈敏度天線和新型濾波算法，用以應對地月距離帶來的信號衰減問題。數據顯示，月球表面接收到的GPS信號強度，僅為地球環境的百萬分之一。
值得注意的是，這項技術突破可能改變現有探月模式。目前各國月球探測器主要依賴地面測控網配合慣性導航，每艘探測器需要占用大量地面站資源。若采用自主GNSS導航，理論上可使月球探測器數量提升3-5倍。NASA在2024財年預算中，已為深空導航技術研發單獨劃撥2.3億美元。
有意思的是，實驗過程中還意外驗證了多系統兼容能力。除了美國GPS系統，LuGRE接收器同時捕捉到歐洲伽利略和俄羅斯格洛納斯衛星信號。這或許暗示未來月球導航可能走向國際合作。不過，中國北斗系統尚未參與此次實驗，知情人士稱相關技術驗證已在規劃中。
在阿波羅登月時代，宇航員依靠地面雷達和星歷表導航，誤差范圍達數公里。如今這項突破意味著，未來月球車或許能像地球上的網約車般精準導航。不過現實挑戰依然存在，當探測器位于月球背面時，地球導航信號會被完全遮擋。對此，NASA正研究結合激光中繼衛星的混合導航方案。
目前，LuGRE設備仍在持續收集數據，其工作日志顯示已累計接收超過500次有效定位信號。意大利航天局工程師透露，這些數據將用于構建首個月球軌道導航數據庫。與此同時，日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)宣布，計劃在2025年發射的SLIM-2探測器將搭載類似設備。這場悄然而至的"月球導航競賽"，或許正在重塑人類深空探索的技術版圖。
