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中国慧眼卫星脉冲星导航实验成功可用于星际旅行【亚博app】

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中国慧眼卫星脉冲星导航实验成功可用于星际旅行【亚博app】

2021-11-07  点击量:

本文摘要:据客户端8月22日报导,中国科学院高能物理研究所研究团队利用慧眼卫星积极开展了X射线脉冲星导航系统实验,定位精度超过10公里之内(3倍标准偏差),更进一步检验了航天器利用脉冲星自律导航系统的可行性,为未来在深空的实际应用于奠下了基础。

据客户端8月22日报导,中国科学院高能物理研究所研究团队利用慧眼卫星积极开展了X射线脉冲星导航系统实验,定位精度超过10公里之内(3倍标准偏差),更进一步检验了航天器利用脉冲星自律导航系统的可行性,为未来在深空的实际应用于奠下了基础。这一成果于2019年8月21日在美国《天体物理杂志》(刊载)月刊登。2017年6月,我国第一颗X射线天文卫星“慧眼”在酒泉卫星发射中心顺利升空,运营于高度550千米、倾角43°的近地圆轨道上。慧眼卫星装载了高能X射线望远镜、中能X射线望远镜和的电子X射线望远镜三种科学载荷和空间环境监测器,在轨运营两年多,早已获得了关于黑洞、中子星、伽马射线暴乃至引力波暴等的海量观测数据,科学结果正在源源不断地产生之中。

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与此同时,中国科学院高能物理研究所的慧眼卫星研究团队还利用该卫星顺利积极开展了X射线脉冲星导航系统实验,更进一步检验了脉冲星导航系统的可行性。人类探寻宇宙的脚步大大减缓,范围更加甚广。1977年升空的“旅行者1号”、“旅行者2号”正在飞向太阳系之外的茫茫宇宙深处。

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今天,更加多的空间探测器从地球飞向太阳、行星、矮小行星、小行星、彗星等太阳系内天体。由于这些航天器靠近地球,GPS、北斗卫星导航系统等都早已无法为它们获取可信的导航系统服务。为此,美国、俄罗斯等国利用地面大型射电天线创建“深空测控网”,为很远的飞行器获取导航系统服务,但其获取的导航系统精度不会随着与地球距离的减少而变差,因此不倚赖地面设备的航天器“自律导航系统”技术受到更加多的注目。

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据介绍,X射线脉冲星导航系统是一种新型的自律导航系统方法,它利用宇宙中很远的天体——脉冲星收到的准确的周期性脉冲信号为太空中的航天器获取导航系统和授时服务。脉冲星是一类高速旋转的中子星,是大质量恒星在寿命的晚期再次发生“超新星爆发”后留给的颗粒天体,其脉冲信号的长年时间稳定度很高,堪比甚至高于地球上的原子钟,可作为宇宙中的时间基准,因此脉冲星也被称作“宇宙灯塔”或星际旅行中“天然的GPS卫星”。如同地面用于卫星信号展开导航系统一样,航天器通过观测脉冲星,也可以构建自律导航系统,即脉冲星导航系统。

近年来,X射线脉冲星导航系统获得更加多的注目。2004年,欧空局公布了“基于脉冲星时间信息的航天器导航系统可行性研究”技术报告。2018年,美国NASA公布宣告顺利展开了首次动态的在轨脉冲星自律导航系统试验1,在观测脉冲星7.5小时后,自律导航系统的精度超过5千米。

我国在脉冲星导航系统方面也展开了大量理论和实验研究。2016年9月,中国天宫二号空间试验室升空升空,利用天宫二号上的“天极望远镜”——伽玛射线暴偏振探测器,我国科学家顺利已完成了脉冲星导航系统的国内首次空间实验。利用慧眼卫星积极开展了X射线脉冲星导航系统实验的同时,为了更进一步检验该导航系统算法的可行性与可靠性,研究团队还展开了充份的理论分析,并挑选多种类型的脉冲星展开了仿真检验,结果显示该方法对其它导航系统脉冲星某种程度限于,为该算法的实际应用于奠下了基础。

美国《天体物理杂志》审稿人指出,“慧眼卫星积极开展的在轨展示检验是对脉冲星导航系统发展的最重要贡献”。


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