四川
美国国家航空航天局（NASA）测试了一种导航系统，使卫星无需依赖GPS即可确定自身位置。该系统不依赖外部导航网络，而是利用其他航天器和轨道碎片作为参考点，来计算卫星在太空中的位置。
这项名为FALCON的技术是NASA“星际”（Starling）任务的一部分。FALCON全称为“基于编目光学导航的快速自主迷失空间定位系统”。据媒体报道，在演示过程中，该系统不仅帮助航天器确定自身轨道，还在短短三天内改进了200多个其他太空物体的估算轨道。
此次测试旨在提高航天器的自主性。卫星在地球附近使用的GPS信号在月球周围及深空环境中可能变得微弱、不可靠或完全不可用。因此，一种允许航天器利用可观测物体进行导航的系统，可以支持那些无法依赖GPS的任务。
FALCON实验使用了“星际”任务的机载相机以及一个包含已知卫星和其他太空物体的编目数据库。这些相机同时用于恒星跟踪，观测航天器周围的物体。FALCON随后将这些观测结果与美国国防部维护的公开已知太空物体编目信息进行比对。
FALCON如何利用太空物体作为地标
FALCON利用轨道上已有的物体作为参考点，这些物体可以包括其他航天器和轨道碎片。一旦系统识别并确认“星际”相机所观测到的物体，就可以利用这些物体的已知位置来计算“星际”自身的轨道。
这意味着航天器不必完全依赖外部发送的导航信息，而是可以利用其相机观测到的周围环境来帮助确定自身位置。
该系统还测试了另一项任务：改进其所观测物体的信息。任务控制人员将包含约2万个太空物体及其预测轨道的编目数据加载到“星际”航天器上。
FALCON随后将该编目中的预测信息与“星际”相机收集的测量数据进行比对。根据这些测量数据，它计算了“星际”的位置，同时修正了其他物体的估算位置。
结果表明，更新后的估算可能比现有编目信息更加精确。在三天内，FALCON改进了200多个物体的已知轨道，且无需地面操作人员的干预。
同类首次演示
NASA表示，FALCON利用光学相机确定航天器自身轨道及其相对于其他物体的位置的能力，代表了此类航天器导航的首次突破。
实验还表明，“星际”能够生成比地面站提供的信息更精确的观测物体位置预测。这对于需要减少对地面系统依赖的航天器任务可能很有用。
“FALCON是‘星际’演示任务的又一成功。FALCON的成果对在轨空间交通监测、碰撞规避和替代导航具有深远意义。”NASA艾姆斯研究中心小型航天器与分布式系统项目主管罗杰·亨特表示。
随着NASA推进远离地球的任务，自主导航能力可能变得至关重要。该机构表示，这项技术可以支持月球卫星集群、分布式科学任务以及未来的人类探索。
精确定位对于分布式科学任务尤为重要。在这些任务中，多艘航天器需要从不同位置收集测量数据，因此准确了解各自位置对于校准和正确使用这些测量数据至关重要。
自主导航还可以在空间交通管理中发挥作用。如果航天器能够确定自身位置并更新周围物体的信息，就可以减少对地面跟踪网络的依赖，同时支持碰撞规避。
从大学研究到太空测试
FALCON由NASA与斯坦福大学衍生初创公司EraDrive联合开展的飞行实验开发而成。该系统将EraDrive的Era-Core飞行软件和嵌入式算法与“星际”的相机及其机载已知卫星编目相结合。
这项工作最初是“大学小型卫星技术伙伴关系”项目的一部分，后来发展为EraDrive公司，正在将Era-Core软件及相关硬件商业化以推广更广泛应用。
“星际”任务提供了在真实太空环境中测试该技术的机会。演示表明，飞行软件与机载观测相结合可以赋予航天器更大的自主性。
测试尚未结束。今年晚些时候，“星际”任务预计将使用Era-Core扩展FALCON实验。该任务的四艘航天器将相互共享跟踪信息，并利用综合观测数据来共同修正各自的位置。
NASA艾姆斯研究中心负责领导“星际”任务。位于艾姆斯、隶属于研究与技术任务理事会的NASA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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