[科普中國(guó)]-美研究用脈沖星為太空探索導(dǎo)航

新華社北京１月１５日電 衛(wèi)星定位系統(tǒng)極大地方便了人們的生活。美國(guó)科學(xué)家正嘗試用類似原理為前往遙遠(yuǎn)太空的航天器導(dǎo)航，不過所用的信號(hào)源不是人造地球衛(wèi)星，而是成千上萬光年外的脈沖星。

美國(guó)航天局戈達(dá)德航天中心最新發(fā)布的新聞公報(bào)說，該中心利用搭載在國(guó)際空間站的中子星觀測(cè)設(shè)備，對(duì)新型導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行初步測(cè)試，實(shí)現(xiàn)了精度５公里之內(nèi)的定位。

在衛(wèi)星定位系統(tǒng)中，在環(huán)地軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星不斷向地面發(fā)出信號(hào)，地面接收裝置根據(jù)信號(hào)確定自己與各衛(wèi)星的距離，計(jì)算出自己的具體位置。只需要來自４顆衛(wèi)星的信號(hào)，就能達(dá)到很高的定位精度。

脈沖星是快速旋轉(zhuǎn)的中子星。它們是巨大恒星爆發(fā)死亡留下的殘骸，是宇宙中密度最高的天體之一。強(qiáng)磁場(chǎng)使中子星的兩極噴出帶電粒子流，隨著中子星的旋轉(zhuǎn)，粒子流像燈塔的光柱一樣掃過太空，在觀測(cè)者看來就像周期性出現(xiàn)的脈沖信號(hào)。

有些脈沖星的周期為毫秒級(jí)別，并且極其穩(wěn)定、誤差很小，堪稱精確的宇宙時(shí)鐘。戈達(dá)德航天中心專家說，這些脈沖星發(fā)出的Ｘ射線可以用于定位和導(dǎo)航。

在２０１７年１１月進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，研究人員選取了４顆毫秒脈沖星，讓國(guó)際空間站的中子星觀測(cè)設(shè)備接收其信號(hào)，據(jù)此計(jì)算自身的位置。為期２天的實(shí)驗(yàn)表明，該導(dǎo)航系統(tǒng)可以全自動(dòng)運(yùn)作，精度達(dá)到了１６公里以內(nèi)的預(yù)定目標(biāo)，最高精度達(dá)５公里左右。

研究小組將進(jìn)一步改良該系統(tǒng)，計(jì)劃于２０１８年晚些時(shí)候再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。最終目標(biāo)是開發(fā)出高精度的全自動(dòng)太空導(dǎo)航設(shè)備，使航天器能在長(zhǎng)時(shí)間不與地球通信的情況下保持準(zhǔn)確定位，用于未來的木星、土星乃至太陽系外探索。

更多精彩！歡迎關(guān)注“科普中國(guó)-科技前沿大師談”官方微信（kjqydst）。