美国国家航空航天局的科学家、工程师和技术专家正在为月球上人类探索的新时代做准备，这一新时代包括一个新的发射系统、太空舱和月球轨道前哨站，将作为人类太空飞行深入太阳系的起点。
美国国家航空航天局位于马里兰州绿带的戈达德航天飞行中心在这些倡议中发挥着至关重要的作用，特别是在通信和仪器开发领域，最近，美国国家航空航天局在发展和改进月球仪器（DALI）的五项建议中获得了批准，为我们推进基于航天器的仪器。在登月任务中。
人类探索和行动任务理事会首席科学家雅克•白克尔说，月球可持续探索所需的技术必须是强大、多用途和快速的。
向激光通信过渡
戈达德在地面和下一代航天器之间提供通信方面的遗留作用将是该中心利用美国宇航局的空间发射系统、猎户座航天器和网关对月球和火星探索的最重要贡献。
“休斯顿可能已经广播了尼尔·阿姆斯特朗的第一句话，但他们必须首先通过戈达德的通讯中心，”月球侦察轨道飞行器（LRO）的项目科学家诺亚·彼得罗（Noah Petro）说。LRO已经彻底绘制了月球表面的地图，这些数据将为未来的登月提供信息。
历史上，基于射频（RF）的系统由一个巨大的地面天线和地面线路网络，以及最近美国宇航局的跟踪和数据中继卫星（TDR）组成。这些系统正在向光通信或激光通信让路。尽管基于无线电的系统将继续发挥作用，激光通信将能够支持对高清晰度视频和增加数据负载的需求。
美国宇航局还计划在地球同步轨道上的下一代中继卫星上增加激光通信能力，类似于无线电TDRS星座。“我们正在努力开发下一代中继卫星，提供光学服务，”戈达德探索和空间通信部门的通信架构师Dave Israel说。
为了演示一个可操作的激光通信系统，戈达德预计将在美国空军航天器上发射激光通信中继演示（LCRD），该航天器将在地球同步轨道上运行22000英里。在任务的整个生命周期内，LCRD将在加利福尼亚州和夏威夷的两个地球终端之间，将编码的数据传输到人眼看不见的红外线束上。
2021年，美国航天局将在国际空间站演示首个完全可操作的端到端激光通信系统，称为illuma-t。在那里，戈达德开发的技术将作为空间站的激光通信终端，通过LCRD中继将低地球轨道的数据传输到地面。这将证明以比射频系统好10到100倍的速率进行激光通信的潜力，使用更少的功率和质量。
美国国家航空航天局随后将搭载“猎户座”航天器的机组人员绕月返回戈达德研发的“光学对猎户座”通信系统（O2O），在执行任务期间提供高速数据和高清视频流。在首次飞行后，戈达德的技术人员希望在未来的探测任务中增加更多的激光通信终端，包括网关上的终端。
新常态：多用途科学仪器
戈达德在人类太空飞行中的作用不仅限于通信。在阿波罗时代，该中心开发了几个仪器包，这一作用将在下一个月球探测时代继续发挥。
美国国家航空航天局位于月球轨道上的门户将是探索月球表面、进行实验和为飞往更遥远目的地的航天飞行做准备的前哨站，可用于多种目的的仪器对于优化潜在的科学和探索至关重要。
“我们的工作是想一个科学仪器可以使用的其他方式，”漂白说。
这种多用途理念的一个例子是戈达德开发的中子星内部成分探索者（nicer），以及目前正在开发的多功能传感器平台。
NICER主要设计用于研究中子星，但它也携带内置软件，使用脉冲中子星的定时数据，将自主导航解决方案缝合在一起，类似于全球定位系统（俗称GPS）如何为地球上的用户提供定位、导航和定时服务。这项技术在一项称为X射线定时和导航技术（或称六分仪）的实验中得到了演示，为或者六分仪，为深空导航提供了一个新的选择，可以与现有的基于航天器的无线电和光学系统协同工作。
今年，更好的首席研究员KeithGendreau和他的团队将在太空展示另一项具有更好有效载荷的潜在突破性技术——X射线通信（xcom）。尽管XCOM的发展很早，但它可以开创下一代通信技术。
“更好的是我们想要应用到所有东西的模型，”漂白剂说。“我的目标是最大限度地利用我们开发的任何技术。这是一个多用途的工具，我们可以在探索变得有趣的地方找到所有可以使用它的方法。”
美国国家航空航天局将以一种可测量的、可持续的方式登上月球和火星。《空间政策指令1》的指导建立在美国宇航局在其SLS和猎户座航天器上所做的努力基础上，美国宇航局致力于使商业伙伴成为可能，与国际低地球轨道空间站的国际伙伴合作，以及美国宇航局从其目前在月球和火星上的机器人任务中学到的东西。
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