“慧眼”卫星新下场：宇宙导航可能更准—往事—迷信网

宇宙那末大，慧眼你想去看看？最近，卫星“慧眼”卫星带来了一条好新闻：宇宙导航的新下信网精度可能更高，别耽忧找不到回家的场宇路。

8月21日，宙导准往美国《天体物理杂志》（增刊）宣告了一篇来自“慧眼”卫星的事迷科研下场。中国迷信院高能物理钻研所（如下简称中科院高能物理所）的慧眼迷信家运用“慧眼”卫星睁开了X射线脉冲星导航试验，定位精度抵达10公里之内（3倍尺度倾向），卫星进一步验证了航天器运用脉冲星自主导航的新下信网可行性，为未来在深空的场宇实际运用奠基了根基，相关技术可运用于深空探测以及星际遨游。宙导准往

宇宙里的事迷“灯塔”

人类探究宇宙的脚步不断减速，越来越多的慧眼空间探测器飞向太阳系中的种种天体。可是卫星，由于这些航天器远离地球，新下信网现有的卫星导航零星难以为它们提供坚贞的导航效率。尽管美国、俄罗斯等国曾经试验运用地面大型射电天线建树“深空测控网”，为遥远的飞翔器提供导航效率，但导航精度会随着与地球距离的削减而变差。

星际遨游奈何样能耐不迷航？迷信家将目力聚焦到不依赖地面配置装备部署的航天器“自主导航”技术上。X射线脉冲星导航技术便是其中的一种。

“慧眼”卫星脉冲星导航试验使命负责人、中科院高能物理所副钻研员郑天下介绍，X射线脉冲星导航是运用宇宙中遥远的天体——脉冲星收回的精确的周期性脉冲信号，为太地面的航天器提供导航以及授时效率。

脉冲星是一类高速转折的中子星，是大品质恒星在寿命的早期爆发“超新星爆发”后留下的致密天体，其脉冲信号具备临时的高晃动度，堪比致使优于地球上的原子钟，可作为宇宙中的光阴基准，因此脉冲星也被称作“宇宙灯塔”或者星际遨游中“做作的GPS卫星”。

脉冲星收回的两个相邻脉冲的光阴距离是恒定的，假如航天器朝向脉冲星行动，接管到的脉冲距离会延迟，反之，则会变长，审核患上到的脉冲概况也随之爆发变更。因此，经由火析航天器接管到的差距倾向的脉冲星脉冲信号的特色，就能反推患上到航天器在空间的三维位置、速率或者行动轨道。

地球人的试验

近些年来，X射线脉冲星导航受到越来越多的关注。

2004年，欧空局宣告了“基于脉冲星光阴信息的航天器导航可行性钻研”技术陈说。2018年1月，美国国家航天局（NASA）在国内空间站上初次妨碍了实时在轨脉冲星自主导航试验，在审核脉冲星7.5小时后，使自主导航的精度抵达5公里（1倍尺度倾向），并清晰展现要将X射线脉冲星导航技术运用到“重返月球妄想”及未来的火星探测妄想中。

我国在脉冲星导航方面也妨碍了大批的实际以及试验钻研。郑天下展现，2016年9月，中国天宫二号空间试验室发射升空，我国迷信家运用天宫二号上的“天极望远镜”——伽玛射线暴偏振探测器（POLAR），在国内初次乐成实现为了脉冲星导航的空间试验，同年11月，我国还发射了脉冲星试验星XPNAV-01，开始睁开脉冲星探测及相关钻研。

2017年6月15日，我国第一颗X射线地舆卫星“慧眼”在酒泉卫星发命中间乐成发射。“慧眼”卫星照料了高能、中能、低能的三种X射线望远镜载荷以及空间情景监测器，钻研团队运用该卫星乐成睁开了X射线脉冲星导航试验，进一步验证了脉冲星导航的可行性。

“慧眼”上的试验

从2017年8月31日至9月5日，“慧眼”卫星曾经对于驰名的蟹状星云脉冲星妨碍了不断约5天的审核，实现为了对于卫星的自主定位。

“慧眼”卫星首席迷信家张双南介绍，这套自主定位的算法是中科院高能物理所的钻研团队于2016年提出的一种新的X射线脉冲星导航算法——“脉冲概况清晰性与卫星轨道的分割关分裂成”，该算法的可行性已经在POLAR试验上患上到开始验证。在对于该导航算法进一步改善之后，科研职员用该算法合成了“慧眼”卫星上3种望远镜的审核数据，服从展现，3种望远镜数据均可实现“慧眼”卫星的自主定位；假如综合运用这3台望远镜5天的审核数据，导航的定位精度可能抵达10公里（3倍尺度倾向），至关于定位精度3.3公里（1倍尺度倾向），与美国国家航空局的试验精度至关。

为了进一步魔难该导航算法的可行性与坚贞性，钻研团队还妨碍了短缺的实际合成，并选取多种规范的脉冲星妨碍模拟验证，服从展现该措施对于其余导航脉冲星同样适用。这一服从为该算法的实际运用奠基了根基。

2018年9月，科研职员将“慧眼”卫星上的脉冲星导航试验下场投稿到美国《天体物理杂志》（增刊），并于2019年6月11日被正式接受。

审稿人以为，“‘慧眼’卫星睁开的在轨演示验证是对于脉冲星导航睁开的紧张贡献”，“文章最后的模拟合成部份特意从数学上验证了该措施的可行性……信托这是对于脉冲星导航的颇为宜的贡献”。

论文相关信息：

https://doi.org/10.3847/1538-4365/ab3718