'星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它'

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撰文:從人持戈

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撰文:從人持戈

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

8月21日,由中科院高能物理研究所研究團隊進行的利用慧眼衛星開展X射線脈衝星導航試驗成功進行,本次試驗的定位精度達到10km之內。脈衝星導航系統是未來衛星在深空航行的重要基礎,這一試驗的成功進行將會為我國未來深空探測奠定堅實的基礎。相關論文已經在8月21日的美國《天體物理雜誌》(增刊)上刊登,該雜誌審稿人認為"慧眼衛星開展的在軌演示驗證是對脈衝星導航發展的重要貢獻"。

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星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

8月21日,由中科院高能物理研究所研究團隊進行的利用慧眼衛星開展X射線脈衝星導航試驗成功進行,本次試驗的定位精度達到10km之內。脈衝星導航系統是未來衛星在深空航行的重要基礎,這一試驗的成功進行將會為我國未來深空探測奠定堅實的基礎。相關論文已經在8月21日的美國《天體物理雜誌》(增刊)上刊登,該雜誌審稿人認為"慧眼衛星開展的在軌演示驗證是對脈衝星導航發展的重要貢獻"。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

眾所周知,目前人類製造的空間探測器通常採用GPS、北斗等定位系統進行宇宙航行,隨著空間探測器距離地球越來越遠其定位精度也會降低,這是由此類衛星定位系統的原理決定的。以GPS、北斗為代表的衛星定位系統都是在地球軌道上組建衛星定位網來進行定位,美國的GPS衛星定位系統的定位信息都來自於地球軌道上的24顆衛星,當用戶發出定位請求時衛星會測出從衛星到用戶接收機的距離,然後綜合多顆衛星的數據就可以確定用戶位置,這種測量原理在地球上和比較近的太空範圍內十分有效。

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8月21日,由中科院高能物理研究所研究團隊進行的利用慧眼衛星開展X射線脈衝星導航試驗成功進行,本次試驗的定位精度達到10km之內。脈衝星導航系統是未來衛星在深空航行的重要基礎,這一試驗的成功進行將會為我國未來深空探測奠定堅實的基礎。相關論文已經在8月21日的美國《天體物理雜誌》(增刊)上刊登,該雜誌審稿人認為"慧眼衛星開展的在軌演示驗證是對脈衝星導航發展的重要貢獻"。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

眾所周知,目前人類製造的空間探測器通常採用GPS、北斗等定位系統進行宇宙航行,隨著空間探測器距離地球越來越遠其定位精度也會降低,這是由此類衛星定位系統的原理決定的。以GPS、北斗為代表的衛星定位系統都是在地球軌道上組建衛星定位網來進行定位,美國的GPS衛星定位系統的定位信息都來自於地球軌道上的24顆衛星,當用戶發出定位請求時衛星會測出從衛星到用戶接收機的距離,然後綜合多顆衛星的數據就可以確定用戶位置,這種測量原理在地球上和比較近的太空範圍內十分有效。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

但在深空飛行中因為航天器距離地球的距離已經十分遙遠,導航衛星發出的測距信息已經失去了準確性,雖然目前美俄等國都通過在地面建立大型射電天線的方法但仍然會因為距離太過遙遠同樣面臨導航精度不足的問題。

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撰文:從人持戈

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8月21日,由中科院高能物理研究所研究團隊進行的利用慧眼衛星開展X射線脈衝星導航試驗成功進行,本次試驗的定位精度達到10km之內。脈衝星導航系統是未來衛星在深空航行的重要基礎,這一試驗的成功進行將會為我國未來深空探測奠定堅實的基礎。相關論文已經在8月21日的美國《天體物理雜誌》(增刊)上刊登,該雜誌審稿人認為"慧眼衛星開展的在軌演示驗證是對脈衝星導航發展的重要貢獻"。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

眾所周知,目前人類製造的空間探測器通常採用GPS、北斗等定位系統進行宇宙航行,隨著空間探測器距離地球越來越遠其定位精度也會降低,這是由此類衛星定位系統的原理決定的。以GPS、北斗為代表的衛星定位系統都是在地球軌道上組建衛星定位網來進行定位,美國的GPS衛星定位系統的定位信息都來自於地球軌道上的24顆衛星,當用戶發出定位請求時衛星會測出從衛星到用戶接收機的距離,然後綜合多顆衛星的數據就可以確定用戶位置,這種測量原理在地球上和比較近的太空範圍內十分有效。

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但在深空飛行中因為航天器距離地球的距離已經十分遙遠,導航衛星發出的測距信息已經失去了準確性,雖然目前美俄等國都通過在地面建立大型射電天線的方法但仍然會因為距離太過遙遠同樣面臨導航精度不足的問題。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

而X射線脈衝星導航則可以將以上難題迎刃而解。在我們日常生活中我們常常認為夜晚的星星是靜止不動的,這其實是因為在慣性空間裡這些恆星距離地球的方位基本不變。X射線脈衝星導航也與此類似,人們在建設X射線脈衝星導航系統前首先要尋找一個距離地球足夠遙遠的脈衝星,這樣它相對於地球的位置是基本固定的。脈衝星是一種可以長時間產生高穩定度脈衝信號的天體,其脈衝信號可以堪比地球計時採用的原子鐘,因此可以作為宇宙中的時間基準,隨後再根據其脈衝波的頻率和時間就可以實現宇宙導航。正因如此,脈衝星又得名"宇宙燈塔"。

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8月21日,由中科院高能物理研究所研究團隊進行的利用慧眼衛星開展X射線脈衝星導航試驗成功進行,本次試驗的定位精度達到10km之內。脈衝星導航系統是未來衛星在深空航行的重要基礎,這一試驗的成功進行將會為我國未來深空探測奠定堅實的基礎。相關論文已經在8月21日的美國《天體物理雜誌》(增刊)上刊登,該雜誌審稿人認為"慧眼衛星開展的在軌演示驗證是對脈衝星導航發展的重要貢獻"。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

眾所周知,目前人類製造的空間探測器通常採用GPS、北斗等定位系統進行宇宙航行,隨著空間探測器距離地球越來越遠其定位精度也會降低,這是由此類衛星定位系統的原理決定的。以GPS、北斗為代表的衛星定位系統都是在地球軌道上組建衛星定位網來進行定位,美國的GPS衛星定位系統的定位信息都來自於地球軌道上的24顆衛星,當用戶發出定位請求時衛星會測出從衛星到用戶接收機的距離,然後綜合多顆衛星的數據就可以確定用戶位置,這種測量原理在地球上和比較近的太空範圍內十分有效。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

但在深空飛行中因為航天器距離地球的距離已經十分遙遠,導航衛星發出的測距信息已經失去了準確性,雖然目前美俄等國都通過在地面建立大型射電天線的方法但仍然會因為距離太過遙遠同樣面臨導航精度不足的問題。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

而X射線脈衝星導航則可以將以上難題迎刃而解。在我們日常生活中我們常常認為夜晚的星星是靜止不動的,這其實是因為在慣性空間裡這些恆星距離地球的方位基本不變。X射線脈衝星導航也與此類似,人們在建設X射線脈衝星導航系統前首先要尋找一個距離地球足夠遙遠的脈衝星,這樣它相對於地球的位置是基本固定的。脈衝星是一種可以長時間產生高穩定度脈衝信號的天體,其脈衝信號可以堪比地球計時採用的原子鐘,因此可以作為宇宙中的時間基準,隨後再根據其脈衝波的頻率和時間就可以實現宇宙導航。正因如此,脈衝星又得名"宇宙燈塔"。

星際不再迷航!中國測試脈衝星導航系統,未來深空探測全靠它

我國第一次射線脈衝星導航系統試驗是在2016年,利用當年9月發射升空的天宮二號空間實驗室上搭載的伽瑪射線暴偏振探測器我國科學家成功進行了國內首次脈衝星導航試驗。本次試驗採用的"慧眼"衛星發射於2017年6月,搭載了可以觀測黑洞、中子星、伽馬射線暴乃至引力波暴等等天文現象的高能X射線望遠鏡、中能X射線望遠鏡和低能X射線望遠鏡三種科學載荷和空間環境監測器。在本次脈衝星導航系統試驗中,科研人員還選取了多種類型的脈衝星進行模擬驗證,積累了大量導航運算數據為未來脈衝星導航系統算法的實踐奠定了堅實基礎!

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