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中国下月射脉冲星导航卫星 为北斗导航插上翅膀

时间:2016年10月14日 信息来源:环球时报 点击: 【字体:

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X射线脉冲星导航卫星外形图  航天五院供图

【环球网军事10月14日报道】神舟飞船、天宫实验室、月球探测、登陆火星……在谈及中国雄心勃勃的航天计划时,越来越多的网友习惯引用一句话“我们的征途是星辰大海!”《环球时报》13日从中国航天科技集团第五研究院获悉,中国下月将择机发射世界首颗脉冲星导航试验卫星,以抢占航天前沿技术战略制高点。


航天科技集团五院脉冲星导航试验卫星科学任务系统总设计师帅平介绍说,听起来有些生僻的“脉冲星”,其实是死亡恒星的一种遗骸。它的密度极大,每立方厘米的脉冲星质量高达10亿吨,同时它又在高速旋转,每秒可自转上千次。按照“陀螺原理”,极大的质量和极高的转速,保证了脉冲星具备极其稳定的周期性,稳定度比当今世界最稳定的氢原子钟还要高一万倍,被誉为“自然界中最稳定的天文时钟”。由于美国GPS、中国北斗等卫星导航系统的精度,很大程度上依赖于导航卫星上装载的原子钟的时间稳定度,可以想见,如果能把脉冲星的这种超级稳定度特性应用在导航领域,带来的导航精度将有大幅提升。


目前已发现和编目的脉冲星超过2000颗,其中约160颗脉冲星具有良好的X射线周期辐射特性,可以作为导航候选星。脉冲星导航试验卫星总指挥兼总设计师薛力军说,脉冲星导航的原理是:将X射线脉冲星作为宇宙中的“灯塔”,依靠自身发出的极为稳定的X射线脉冲信号,为近地轨道、深空探测和星际飞行航天器提供高精度的位置、速度、时间和姿态等丰富的自主导航信息服务,从而实现航天器长时间高精度自主导航与精密控制。他举例说,当今各种卫星和探测器在宇宙中运行时,仍需要地球指令进行校准,才能准确定位自己在太空中的方位。脉冲星导航技术成熟后,未来探测器将可以把脉冲星作为宇宙中的“灯塔”,自行判断所处方位,大幅减少航天器对地面测控系统的依赖,提升它的抗干扰和自主生存能力。薛力军形容说,脉冲星导航技术是未来实现深空探索、星际飞行的主要技术手段,“无论航天器飞得多远,地球母亲也不会担心它迷失方向”。


由于X射线属于高能光子,难于穿过地球稠密大气层,只能在地球大气层外空间观测到,所以脉冲星导航系统不能直接对地面进行导航,而主要是对近地轨道卫星、深空探测及星际飞行器进行导航。不过这项技术距离普通人的生活并非就那么远,它对于现有的全球卫星导航系统同样大有裨益。例如北斗导航系统可以利用它更精确地自主调整轨道,从而让地面汽车或手机里的接收器定位精度更准。 


帅平承认,作为一项航天前沿科技,脉冲星导航技术还需要克服很多难题。不过他对未来充满信心:“以脉冲星为基准的时间系统如果建成了,将是颠覆性的。也许将来,我们的航天器可以长时间不需要人照料,我们对表的时间将是脉冲星时间。”

(作者:马俊)
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