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在月球上情況就大不相同了。月球上不僅沒(méi)有GPS或其他電子導(dǎo)航設(shè)備，甚至沒(méi)有天然磁場(chǎng)，所以傳統(tǒng)的指南針根本沒(méi)用。當(dāng)后來(lái)的阿波羅號(hào)宇航員冒險(xiǎn)離開(kāi)登月艙基地時(shí)，他們不得不依靠太陽(yáng)羅盤(pán)來(lái)確定最初的方位，但這不是一個(gè)理想的解決方案。

NASA的動(dòng)態(tài)導(dǎo)航和制圖背包(KNaCK)旨在改變這一切，它不僅為未來(lái)的宇航員提供了一個(gè)像GPS一樣的獨(dú)立精確導(dǎo)航系統(tǒng)，但它也能在完全黑暗的情況下自動(dòng)實(shí)時(shí)繪制出高精度的月球表面地圖。

關(guān)鍵是一種激光版本的雷達(dá)--調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)激光雷達(dá)。通過(guò)將這種調(diào)制的激光照射到地面上，KNaCK可以測(cè)量返回信號(hào)每秒數(shù)百萬(wàn)次的多普勒頻移并繪制出高分辨率的3D地圖。

通過(guò)使用激光，KNaCK可以在完全黑暗的環(huán)境下工作，這使得它在月球南極附近特別有用，因?yàn)槟抢锾?yáng)升起的高度不會(huì)超過(guò)地平線3度。在這種情況下，一種精確的導(dǎo)航設(shè)備將允許宇航員和漫游者在沒(méi)有一排排燈光指路的情況下安全地移動(dòng)。此外，這種自動(dòng)系統(tǒng)彌補(bǔ)了缺乏地標(biāo)的缺點(diǎn)，這些地方經(jīng)常使月球像巖石田或草原一樣難以導(dǎo)航或判斷距離。

行星科學(xué)家Michael Zanetti說(shuō)道：“基本上，傳感器是一種用于導(dǎo)航和科學(xué)測(cè)繪的測(cè)量工具，能創(chuàng)建厘米級(jí)精度的超高分辨率3D地圖并為它們提供豐富的科學(xué)背景。它還將幫助確保宇航員和月球車(chē)在月球等無(wú)法使用GPS的環(huán)境中的安全、識(shí)別到遙遠(yuǎn)地標(biāo)的實(shí)際距離并實(shí)時(shí)向探險(xiǎn)者顯示他們已經(jīng)走了多遠(yuǎn)，距離目的地還有多遠(yuǎn)。”

KNaCk目前正在新墨西哥州和肯尼迪航天中心的沙丘地帶進(jìn)行實(shí)地測(cè)試。通過(guò)跟商業(yè)伙伴合作，下一步將是將該技術(shù)小型化，直到它可以安裝在月球車(chē)或宇航員的頭盔上并能經(jīng)受月球溫度、輻射和低重力的嚴(yán)酷考驗(yàn)。

Zanetti說(shuō)道：“通過(guò)利用來(lái)自（商業(yè)合作伙伴）Aeva的最新激光雷達(dá)技術(shù)，我們的下一代太空加固單元在火炬技術(shù)的支持下將大概是一個(gè)汽水罐大小并可以實(shí)現(xiàn)前所未有的月球表面操作。”

關(guān)鍵詞：導(dǎo)航設(shè)備的情況下激光雷達(dá)