没有GPS,卫星就会在太空里“迷路”吗?

NASA刚在近地轨道给出一个反常答案:让卫星抬头看路。

它拍下附近的航天器和轨道碎片,再从目录里逐个比对。确认目标后,卫星便能反推出自己的轨道。

连续3天,系统还改进了200多个太空目标的轨道估计。整个过程没有地面操作员介入。

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Starling小卫星在近地轨道测试自主导航技术。

它真的把太空垃圾当成了路标

这套系统叫FALCON,装在Starling小卫星上。它没有另造一双“眼睛”,而是借用了星敏感器。

星敏感器原本靠识别星星,判断卫星朝向。FALCON却让它多看了一类目标:其他航天器和轨道碎片。

原理像在陌生城市认路。只要看见一栋已知建筑,再查到它的位置,就能倒推出自己站在哪里。

卫星先测出目标在相机里的方向,再和预装轨道目录匹配。算法随后计算自身位置,也重新估计对方的轨道。

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Starling由4颗小卫星组成,用于验证星群协同与自主能力。

2万个目标装进卫星,成绩比定位更惊人

任务团队把约2万个已知空间目标及预测轨道装进卫星。

相机每认出一个目标,就能把观测值与目录预测放在一起计算。

FALCON不只算出了Starling自己的位置。它对其他目标给出的轨道估计,也比原有目录更精确。

在3天测试中,超过200个目标的轨道估计得到改进。识别、比对和更新都在星上完成。

这是首次由航天器使用光学相机,依据其他空间目标的相对位置确定自身轨道。

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约2万个目录目标,支撑了连续3天的自主在轨测试。

GPS没有消失,月球附近却不能照搬

GPS卫星主要服务地球附近。到了月球和更远的深空,信号可能很弱,甚至无法使用。

若每次定位都等地面站计算,通信延迟和地面资源会拖慢星群行动。

会“看天认路”的卫星,可以少等指令。多个探测器也更容易同步位置,拼接不同地点采集的数据。

它还能边飞边更新附近目标轨道,为碰撞预警提供更及时的输入。

但这里有一条重要边界:这次成功发生在近地轨道,不是在月球或火星。

它摆脱的是GPS,不是所有外部依赖

FALCON仍需要相机、计算机和一份预装目录。目标必须被看见,也必须能与目录可靠匹配。

所以,这次演示没有宣告GPS过时。它证明的是,卫星多了一条独立的定位路线。

Starling共有4颗6U立方星,2023年7月进入近地轨道。它们最初部署在300多英里高空,约500公里。

下一步计划让4颗卫星共享跟踪数据,再共同修正位置。

若这套能力走向月球,导航参照和目录还要重新设计。真正的变化,是卫星开始把“地面算给我”变成“我在轨道上自己算”。

你更期待它先用于月球卫星群,还是用于拥挤地球轨道的自主防撞?