月球也能用GPS？NASA歷史性突破改寫太空探索

美國國家航空暨太空總署（NASA）與義大利太空總署（ASI）攜手合作，成功在月球上追蹤全球導航衛星系統（GNSS）訊號，這項歷史性突破證實了地球導航技術可延伸至深空領域。這項技術將徹底改變月球探索方式，讓太空船能夠自主定位，為未來的月球與火星任務奠定重要基礎。

這項名為「月球GNSS接收器實驗」（LuGRE）的技術展示，於3月3日創下歷史紀錄，成為首個在月球表面偵測並追蹤地球導航訊號的實驗。LuGRE在月球軌道與表面均成功接收GNSS訊號，證實這項技術在月球環境中的可行性。這項突破將使未來任務，包括NASA的阿提米絲計畫，能夠更精確地自主定位，並為更先進的月球與火星導航系統鋪路。

「在地球上，我們已經將GNSS訊號應用於智慧型手機到飛機等各種導航需求，」NASA太空通訊與導航計畫（SCaN）副署長凱文·科金斯表示，「現在，LuGRE向我們展示了在月球上成功接收並追蹤GNSS訊號的可能性。這對月球導航來說是非常令人興奮的發現，我們希望將這項技術應用於未來的任務中。」

這項歷史性成就的起點可追溯至3月2日，當時Firefly Aerospace的「藍幽靈」月球登陸器成功著陸，並攜帶了包括LuGRE在內的10項NASA科學載荷。登陸後不久，位於馬裡蘭州格林貝爾特的NASA戈達德太空飛行中心的操作人員便開始進行首次月球表面科學操作。

隨著接收器資料不斷傳回，團隊的期待也逐漸升高。月球任務能否成功接收並追蹤來自GPS與伽利略兩大GNSS系統的訊號，並將其用於月球表面導航？3月3日凌晨2點（美東時間），答案揭曉：LuGRE首次在月球表面成功接收並追蹤GNSS訊號，完成距離地球約225,000英里的導航定位。

「藍幽靈」登陸器將在月球上運作14天，為NASA與義大利太空總署提供近乎連續的資料收集機會，有望達成更多GNSS里程碑。此外，LuGRE也是義大利太空總署首個登陸月球的硬體裝置，對該機構而言具有重要意義。

在前往月球的旅途中，LuGRE也創下了GNSS紀錄。1月21日，LuGRE在距離地球209,900英里處成功接收GNSS訊號，打破了NASA磁層多尺度任務保持的最高海拔紀錄。2月20日，當LuGRE進入月球軌道時，這項紀錄更提升至243,000英里。這意味著，在地球與月球之間的太空區域（即地月空間）執行的任務，也能夠依賴GNSS訊號進行導航定位。

傳統上，NASA工程師需要結合多種測量方式來追蹤太空船，包括機載感測器與地面追蹤站的訊號。LuGRE的實驗結果顯示，使用GNSS訊號進行導航可以減少對人工操作的依賴，因為這些訊號能夠被太空船自主接收並使用，即使在遙遠的月球也是如此。

「月球GNSS接收器實驗」（LuGRE）是由NASA戈達德太空飛行中心、義大利太空總署、Qascom公司與都靈理工學院共同開發的突破性導航技術展示。這項計畫由NASA太空通訊與導航計畫（SCaN）監督與資助，並被選為Firefly Aerospace公司透過NASA商業月球載荷服務（CLPS）計畫送往月球的10項研究與技術載荷之一。