一個(gè)有800年歷史的數(shù)學(xué)技巧可能是導(dǎo)航月球的關(guān)鍵

我們一直在讓人們登陸月亮始于1969年但當(dāng)我們開始探索月球表面時(shí)，宇航員將如何找到自己的出路？我們需要一個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）和800年前的數(shù)學(xué)技巧可能會(huì)有所幫助。

所討論的數(shù)學(xué)技巧被稱為斐波那契球。在這里，匈牙利E?tv?s Loránd大學(xué)的研究人員使用它來更好地估計(jì)月球的旋轉(zhuǎn)橢球體，它在繞地球運(yùn)行時(shí)略微扁扁的形狀。

盡管太陽系的插圖可能暗示，地球和月球并不是完美的球體：影響重力、旋轉(zhuǎn)和潮汐波動(dòng)意味著它們更像是被壓扁的球。

為簡單起見，我們的GNSS技術(shù)對(duì)地球的壓扁球形狀進(jìn)行了粗略估計(jì)。如果我們要為月球表面開發(fā)一個(gè)地理信息系統(tǒng)（GIS），我們需要對(duì)月球的硒（相當(dāng)于地球的大地水準(zhǔn)面，或真實(shí)的不規(guī)則形狀）。

“由于月球的扁平度低于地球，因此大多數(shù)月球GIS應(yīng)用程序都使用球面基準(zhǔn)面，”寫地球物理學(xué)家Gábor Timár和學(xué)生Kamilla Cziráki在他們發(fā)表的論文中。

“然而，隨著月球任務(wù)的復(fù)興，定義一個(gè)更適合硒的革命橢球體似乎是值得的。

這讓我們回到斐波那契球面，它使用的方法基于斐波那契數(shù)列以均勻分布放置在球體上的點(diǎn)。Cziráki和Timár使用基于斐波那契球面的計(jì)算模型，使用先前的測量結(jié)果繪制了月球表面的100，000個(gè)點(diǎn)。由美國宇航局拍攝.

這為定義月球旋轉(zhuǎn)橢球體的半長軸和半短軸提供了更準(zhǔn)確的數(shù)字。這月球兩極比赤道離其中心近半公里（0.3英里），將這些信息插入任何未來的月球GPS將有助于減少在月球上錯(cuò)誤轉(zhuǎn)彎的次數(shù)。

這種詳細(xì)程度的計(jì)算尚未在月球上運(yùn)行自 1960 年代以來.更重要的是，當(dāng)研究人員將他們的技術(shù)應(yīng)用于地球的自轉(zhuǎn)橢球體時(shí)，數(shù)據(jù)整齊地匹配，進(jìn)一步證實(shí)了該方法的準(zhǔn)確性。

以及幫助為人們提供更好的導(dǎo)航系統(tǒng)前往未來的月球，這項(xiàng)研究的結(jié)果也可以用來改進(jìn)我們對(duì)地球尺寸和用于繞過它的導(dǎo)航系統(tǒng)的估計(jì)。

“將來，我們希望將我們的研究擴(kuò)展到地球，并使用不同的大地水準(zhǔn)面模型調(diào)查最佳擬合橢球體的差異，”寫研究人員。

該研究已發(fā)表在地球物理學(xué)報(bào)和地球物理學(xué)報(bào).

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