#中国科学家拟建造近月空间导航星座# 【中国科学家提出设计方案：建造21颗卫星组成的近月空间导航星座】据香港英文媒体《南华早报》7月14日报道，中国科学家近日提出了一项设计方案，拟建立一个类似于北斗导航系统的能够服务于全月面的通信导航星座。

报道援引6月在《中国空间科学技术》上发表的论文《近月空间星座轨道设计方法》介绍了这一研究进展，该文作者为来自北京空间飞行器总体设计部的陈诗雨、倪彦硕以及中国航天科技集团五院嫦娥八号探测器系统总设计师彭兢。

中国研究团队综合考虑了中继通信、月面导航、星座建设及维护成本三个方面的各项指标，提出了由21颗卫星组成的近月空间导航星座设想方案，旨在采用可持续和成本效益好的方式，为人类在月球长期、高密度的探测活动提供长时间的高精度导航。

《南华早报》提到，虽然该论文没有给出具体建设时间表，但中国探月工程的初步方案和国际月球科研站的规划已经公布：中国计划在2030年之前将航天员送上月球，并在2035年前以月球南极为核心，建成功能基本齐备、要素基本配套的国际月球科研站，2045年前建成拓展型。

据该论文介绍，月球南极对地球仰角极小，易被月面环形山遮挡，难以保证直接对地的测控通信链路。而月球背面由于被月球遮挡，也无法通过地基测控系统实现测控通信。因此，需要在包括地月L1、L2平动点的近月空间部署中继卫星，辅助月球南极极区和背面对地测控通信。

“近月空间导航星座可为月面移动、着陆和起飞等任务提供实时高精度导航定位，是支持人类在月球长期、高密度的探测活动所必要的基础保障。”文章写道。

《南华早报》在梳理该论文的研究方案时提到，目前在地球表面或近地空间，全球导航卫星系统正在被广泛运用，比如美国的全球定位系统（GPS）和中国的北斗卫星导航系统（BDS）应用都很广，为用户提供全天候、高精度的定位、导航等服务。

报道介绍称，全球导航卫星系统通常由20-35颗卫星组成，精度通常达到几米，用户能够利用至少四颗卫星的信号组合来定位和获取时间信息。北京空间飞行器总体设计部研究团队的月面导航方案也与此类似，导航时要求至少4颗卫星同时对目标可见。

该研究提出一种近月空间星座建设路线，分三个阶段逐步实现全月的100%四重覆盖（四重覆盖率指星座中至少存在4颗星同时对目标可见的时间占比），三阶段分别如下：

第一阶段，部署2颗椭圆冻结轨道卫星，可为月球南极极区提供全时对地中继通信，实现月球南极极区100%一重覆盖；

第二阶段，部署6颗椭圆冻结轨道卫星、2颗近直线晕轨道卫星、1颗L2晕轨道卫星，可为月球南极极区提供全时导航定位，同时实现月球极区及月球背面100%一重覆盖，使全月任一位置的探测器或人类均可全时对地通信；

第三阶段，部署4颗椭圆冻结轨道卫星、2颗近直线晕轨道卫星、1颗L1晕轨道卫星、3颗远距离逆行轨道卫星，实现全月100%四重覆盖，可为全月任一位置的探测器或人类提供全时导航定位。

研究团队表示，后续研究中将结合轨道参数优化技术，形成更加系统的近月空间星座优化方法，对轨道类型等离散变量和轨道参数等连续变量进行全局优化，从而得到理论上最优的星座构型。