NASA的Starling任务测试了FALCON，这是一套让航天器无需GPS即可导航的系统。
NASA的Starling任务展示了一套首创的导航系统，该系统让航天器通过追踪太空中的其他物体来确定自身在轨道上的位置，而无需依赖GPS。
这套名为FALCON的系统利用航天器上已有的相机来识别轨道上的其他物体。随后，它将观测结果与已知卫星和轨道碎片的目录进行比对，从而确定Starling所在的位置。
随着航天器飞离地球越来越远，这项技术可能变得越来越重要。GPS信号并非为在月球周围或深空提供可靠导航而设计，因此自主替代方案对于未来的月球和行星任务至关重要。
FALCON是一项联合飞行实验，由NASA和斯坦福大学孵化的初创公司EraDrive共同参与。它将EraDrive的Era-Core飞行软件与Starling的相机和机载太空物体目录相结合，使航天器能够在不依赖导航网络的情况下进行导航和物体追踪。
航天器确定自身方位
该实验使用了Starling的星跟踪相机，这些相机通常通过观测太空中的明亮物体来帮助确定航天器的姿态。FALCON将这些相机派上了另一项用场——识别卫星和轨道碎片等物体。
团队加载了一个机载目录，其中包含约2万个太空物体及其预测轨道。FALCON将这些预测与Starling观测到的结果进行匹配，从而估算航天器的位置，并改进其他物体的预测位置。
在为期三天的实验期间，该系统在无需地面操作人员干预的情况下，改进了200多个物体的已知轨道。NASA表示，机载估算的物体位置比现有目录数据更加准确。
这使得该实验的应用范围超越了导航本身。更准确地了解航天器和碎片的位置有助于太空交通监测和碰撞规避，而自主位置确定则可以减少对地面基础设施的依赖。
“FALCON是Starling演示任务的又一项成功。FALCON的成果可能对在轨太空交通监测、碰撞规避和替代导航产生深远影响，”NASA艾姆斯研究中心小型航天器与分布式系统项目经理罗杰·亨特表示。该中心位于加利福尼亚州硅谷。“Starling创造的‘首次’纪录还在不断增长。”
集群卫星共享导航数据
当多艘航天器协同工作时，这项技术还可能变得更加有用。NASA计划在今年晚些时候扩展该实验，让Starling的四航天器集群使用Era-Core共享追踪信息，并共同优化各自的位置。
这种能力可以支持未来月球周围的卫星集群，在那种场景下，多艘航天器可能需要在无法持续接入地球导航系统的情况下进行协调。它还可以帮助分布式科学任务，这类任务需要精确的航天器位置来合并从不同地点收集的测量数据。
对于载人探索而言，自主导航可以支持在月球或火星周围运行的航天器，同时减少它们对地球网络的依赖。同样的系统还可以帮助航天器构建更准确的轨道周围环境图像。
Starling于2023年发射，由NASA艾姆斯研究中心主导，该机构的小型航天器与分布式系统项目负责资助和管理该任务。
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