神舟飛船、天宮實(shí)驗(yàn)室、月球探測、登陸火星……在談及中國雄心勃勃的航天計(jì)劃時(shí)，越來越多的網(wǎng)友習(xí)慣引用一句話“我們的征途是星辰大海!”13日從中國航天科技集團(tuán)第五研究院獲悉，中國下月將擇機(jī)發(fā)射世界首顆脈沖星導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星，以搶占航天前沿技術(shù)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

航天科技集團(tuán)五院脈沖星導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星科學(xué)任務(wù)系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師帥平介紹說，聽起來有些生僻的“脈沖星”，其實(shí)是死亡恒星的一種遺骸。它的密度極大，每立方厘米的脈沖星質(zhì)量高達(dá)10億噸，同時(shí)它又在高速旋轉(zhuǎn)，每秒可自轉(zhuǎn)上千次。按照“陀螺原理”，極大的質(zhì)量和極高的轉(zhuǎn)速，保證了脈沖星具備極其穩(wěn)定的周期性，穩(wěn)定度比當(dāng)今世界最穩(wěn)定的氫原子鐘還要高一萬倍，被譽(yù)為“自然界中最穩(wěn)定的天文時(shí)鐘”。由于美國GPS、中國北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的精度，很大程度上依賴于導(dǎo)航衛(wèi)星上裝載的原子鐘的時(shí)間穩(wěn)定度，可以想見，如果能把脈沖星的這種超級(jí)穩(wěn)定度特性應(yīng)用在導(dǎo)航領(lǐng)域，帶來的導(dǎo)航精度將有大幅提升。

目前已發(fā)現(xiàn)和編目的脈沖星超過2000顆，其中約160顆脈沖星具有良好的X射線周期輻射特性，可以作為導(dǎo)航候選星。脈沖星導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星總指揮兼總設(shè)計(jì)師薛力軍說，脈沖星導(dǎo)航的原理是：將X射線脈沖星作為宇宙中的“燈塔”，依靠自身發(fā)出的極為穩(wěn)定的X射線脈沖信號(hào)，為近地軌道、深空探測和星際飛行航天器提供高精度的位置、速度、時(shí)間和姿態(tài)等豐富的自主導(dǎo)航信息服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)航天器長時(shí)間高精度自主導(dǎo)航與精密控制。他舉例說，當(dāng)今各種衛(wèi)星和探測器在宇宙中運(yùn)行時(shí)，仍需要地球指令進(jìn)行校準(zhǔn)，才能準(zhǔn)確定位自己在太空中的方位。脈沖星導(dǎo)航技術(shù)成熟后，未來探測器將可以把脈沖星作為宇宙中的“燈塔”，自行判斷所處方位，大幅減少航天器對(duì)地面測控系統(tǒng)的依賴，提升它的抗干擾和自主生存能力。薛力軍形容說，脈沖星導(dǎo)航技術(shù)是未來實(shí)現(xiàn)深空探索、星際飛行的主要技術(shù)手段，“無論航天器飛得多遠(yuǎn)，地球母親也不會(huì)擔(dān)心它迷失方向”。

由于X射線屬于高能光子，難于穿過地球稠密大氣層，只能在地球大氣層外空間觀測到，所以脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)不能直接對(duì)地面進(jìn)行導(dǎo)航，而主要是對(duì)近地軌道衛(wèi)星、深空探測及星際飛行器進(jìn)行導(dǎo)航。不過這項(xiàng)技術(shù)距離普通人的生活并非就那么遠(yuǎn)，它對(duì)于現(xiàn)有的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同樣大有裨益。例如北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可以利用它更精確地自主調(diào)整軌道，從而讓地面汽車或手機(jī)里的接收器定位精度更準(zhǔn)。

帥平承認(rèn)，作為一項(xiàng)航天前沿科技，脈沖星導(dǎo)航技術(shù)還需要克服很多難題。不過他對(duì)未來充滿信心：“以脈沖星為基準(zhǔn)的時(shí)間系統(tǒng)如果建成了，將是顛覆性的。也許將來，我們的航天器可以長時(shí)間不需要人照料，我們對(duì)表的時(shí)間將是脈沖星時(shí)間?！?/span>

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