Amerykańska NASA, przy wsparciu partnerów europejskich i japońskich, opracowuje koncepcje systemu nawigacji na Księżyc, który mógłby zostać rozmieszczony już pod koniec lat 20. XX wieku. W lipcu Chińska Narodowa Administracja Kosmiczna (CNSA) ujawniła plany rozmieszczenia konstelacji 21 satelitów komunikacyjnych i nawigacyjnych na potrzeby misji księżycowych.
Projekty te są realizowane w miarę prowadzenia działań na pełną skalę, a w nadchodzących latach planowane jest rozpoczęcie badań na Księżycu – będzie to wymagało złożonej logistyki, w tym systemów pozycjonowania, nawigacji i pomiaru czasu, które są aktywnie wykorzystywane w infrastrukturze ziemskiej. Program NASA Artemis ma nadzieję wylądować astronautów w rejonie bieguna południowego Księżyca, co będzie wymagało niezawodnych łączy komunikacyjnych i precyzyjnych usług lokalizacyjnych. Chiny również zamierzają wylądować na Księżycu przed końcem dekady, a wiele organizacji rządowych i prywatnych wyśle tam w najbliższej przyszłości pojazdy badawcze.
Komercyjny sektor kosmiczny bada możliwości, jakie oferuje młoda gospodarka księżycowa: wydobycie zasobów, produkcja o niskiej grawitacji, badania naukowe i turystyka. Będzie to wymagało niezawodnego systemu satelitarnego odpowiedniego dla Księżyca – przynajmniej w niektórych jego obszarach. A jeśli na początkowym etapie prowadzone będą aktywne prace w regionie bieguna południowego, wówczas w tym regionie należy zapewnić nawigację i łączność, ale w dłuższej perspektywie wymagane będzie pokrycie całego satelity Ziemi.
Aby zrealizować te projekty, trzeba będzie odpowiedzieć na kilka trudnych pytań. Na przykład jest to kwestia czasu. Rozliczanie misji księżycowych odbywa się w oparciu o cykle księżycowej nocy i dnia, które trwają dwa ziemskie tygodnie; ale jak dotąd nie ma na Księżycu standardowej skali, podobnej do uniwersalnego skoordynowanego systemu czasu, który jest źródłem wszystkich ziemskich zegarów.
Dzięki precyzyjnemu pomiarowi czasu narodziły się ziemskie systemy nawigacji satelitarnej: amerykański GPS, chiński BeiDou, rosyjski GLONASS i europejski Galileo. Satelity wszystkich tych konstelacji są wyposażone w zegary atomowe, które pomagają określić czas z dokładnością do kilku miliardowych części sekundy. Lokalizacje na Ziemi obliczane są na podstawie czasu podróży sygnałów satelitarnych do odbiorników naziemnych – przesunięcie o jedną nanosekundę daje błąd 30 cm Dlatego w warunkach księżycowych ważne jest dokładne określenie czasu, jest jednak jedna trudność: zegary na Księżyc biega trochę szybciej niż na Ziemi – Tak działa ogólna teoria względności, która mówi, że masywne obiekty spowalniają upływ czasu.
Według wyników badania opublikowanego przez naukowców NIST, zegary na Księżycu wyprzedzają zegary na Ziemi o około 56 mikrosekund dziennie. Jednocześnie względny ruch Księżyca działa odwrotnie na zegar, nieznacznie go spowalniając, ale czynnik ten nie jest na tyle wyraźny, aby znacząco wpłynąć na efekt grawitacyjny, który go przyspiesza.
Dokładna konfiguracja konstelacji satelitów Księżyca nie została jeszcze ustalona. Amerykańska NASA, europejska ESA i japońska JAXA nadzorują obecnie projekty systemów nawigacji, które będą opracowywane wspólnie z partnerami komercyjnymi. W NASA jest to Księżycowy System Przekaźnika Komunikacyjnego i Nawigacyjnego; w ESA – Inicjatywa Moonlight; w JAXA – „Księżycowy system nawigacji satelitarnej”. A wszystkie zostaną połączone w kompatybilną strukturę LunaNet, która zapewni interakcję pomiędzy partnerskimi projektami. Oznacza to, że każdy uczestnik pracuje nad własnym projektem, ale wszyscy będą pracować w jednym systemie.
Zakłada się, że europejskie Światło Księżyca będzie reprezentowane przez konstelację co najmniej pięciu urządzeń: jednego dużego satelity komunikacyjnego i czterech satelitów nawigacyjnych, które zostaną umieszczone na specjalnych orbitach w celu optymalizacji zasięgu na biegunie południowym. Zapewni to 15 godzin niezawodnego odbioru sygnału dziennie, jednak architektura Moonlight pozwala na skalowalność, czyli możliwość uruchamiania nowych urządzeń do bardziej skomplikowanych misji.
Nieznane są jeszcze opinie Chin i innych krajów na temat księżycowych systemów nawigacji – niewykluczone, że na Księżycu, a także na Ziemi będzie ich kilka. W marcu kraj wystrzelił na orbitę księżycową satelitę Queqiao-2, zaprojektowanego do pracy jako przekaźnik. Jednak na niektórych forach międzynarodowych Chiny wyraziły „zainteresowanie osiągnięciem międzynarodowej zgodności”.