人类探险家得益于美国宇航局及其合作伙伴开发的新型背包设备，我们或许能够发回前所未有的、极其详细的月球表面地图。
它被称为运动导航和制图背包（简称KNaCK），它配备了一个便携式当佩戴者四处走动时，扫描仪不断扫描地面，收集周围表面拓扑的详细信息。
“基本上，该传感器是一种用于导航和科学制图的测量工具，能够创建厘米级精度的超高分辨率 3D 地图，并为其提供丰富的科学背景，”行星科学家迈克尔·萨内蒂说美国宇航局马歇尔太空飞行中心。
“它还将有助于确保宇航员和月球车在月球等无法使用 GPS 的环境中的安全，识别到遥远地标的实际距离，并向探险家实时显示他们已经走了多远以及还剩多远。去到达他们的目的地。”
该系统利用了一种称为调频连续波 (FMCW) 激光雷达的技术。顾名思义，它会发出具有调制频率的连续激光束。当光从表面反射时，其频率会发生变化；当改变的光频率返回到激光雷达探测器时，它会与发射的光进行比较。两者之间的差异与到地表的距离成正比，这个过程会生成详细的地形图。
该技术不需要使用快速电子设备，并且不受环境光的干扰。人们可以想象，这使得它变得精简而有效，这正是月球这样的环境所想要的。
使用无人机演示 KNaCK 技术。 （美国宇航局/迈克尔·萨内蒂）
KNaCK 每秒能够收集数百万个测量点，甚至可以在黑暗中工作，以生成实时导航系统，帮助宇航员在充满敌意的外星环境中导航。
“作为人类，我们倾向于根据地标来确定自己的方向——一座特定的建筑、一片树林，”萨内蒂说。
“月球上不存在这些东西。KNaCK 将持续帮助穿越月球表面的探险家确定他们的运动、方向以及前往遥远山峰或行动基地的方位。他们甚至可以标记发现一些独特矿物的特定地点或岩层，以便其他人可以轻松返回进行进一步研究。”
NASA 与 Torch Technologies Inc. 合作开发背包，并与 Aeva Inc. 合作提供激光雷达传感器，因此在进一步开发原型方面还有一些工作要做。现场试验表明该技术是有效的； 2021 年 11 月，它被用来绘制火山口地图，还被用来对佛罗里达州 NASA 肯尼迪航天中心的海障沙丘进行 3D 重建。
NASA 科学家将继续使用 KNaCK 来评估风暴侵蚀对沙丘的影响，沙丘目前保护着航天局的主要火箭发射台。 KNaCK 还将在美国宇航局位于新墨西哥州的太阳系探索研究虚拟研究所进行重大现场测试。
这项技术还需要一些防月球技术——以保护其免受强烈的太阳辐射和月球上较低的重力的影响。还将开展缩小套件的工作。目前，KNaCk 为背包大小，重约 18 公斤（40 磅）。
“利用 Aeva 激光雷达技术的最新进展，在 Torch Technologies 的支持下，我们的下一代太空加固装置将只有汽水罐大小，可以实现前所未有的月球表面操作。”萨内蒂说。
这意味着宇航员可能能够拥有真正的背包，他们可以在其中装满月球岩石或用于一些无聊的事情，例如携带设备，同时仍然保持测绘和导航功能。
我们也很想看看是什么宇航员摔倒可能看起来像激光雷达数据。
NASA 的阿尔忒弥斯计划旨在于 2025 年让人类重返月球。
