“慧眼”巡天 实现脉冲星高精度导航

  中国传统文化中有“天人合一”的理念,这种哲学层面的理念,如果贯彻到具体的天文科学中,也是再贴切不过的。大自然是一个整体,人类是大自然的一部分,因此,说到底都是“天人合一”的最终结局。“天然合一”的理念,在科技领域还表现在人类对于宇宙的探索方面。

  链科技小编今天的话题是中国“慧眼”卫星一次不同凡响的实验。中科院高能物理所利用“慧眼”卫星上的X射线望远镜开展了X射线脉冲星导航实验,定位精度达到10公里之内(3倍标准偏差),进一步验证了航天器利用脉冲星自主导航的可行性,为未来在深空中的实际应用奠定了基础。相关论文近日在美国《天体物理杂志》(增刊)刊出。

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  坐标系是定位的基础框架,而原点又是基础的基础,是定位坐标的起点和基准,因此在定位导航方面,选择可靠的基准点,便成为导航系统体现其精度水平的关键,而到底选择什么样的基准,也成为科学家们日夜探索的重大课题。

  目前,越来越多的空间探测器已经开始飞向太阳及七大行星、矮行星、小行星、彗星等太阳系内天体。这类航天器远离地球,美国GPS系统、中国北斗卫星导航系统等都超出了性能服务范围。在此情况下,2017年6月,我国第一颗X射线天文卫星“慧眼”成功发射。科研人员利用“慧眼”开展了X射线脉冲星导航实验,进一步验证了脉冲星导航的可行性。脉冲星是一类高速转动的中子星,距离地球十分遥远,其脉冲信号的长期时间稳定度很高,甚至优于地球上的原子钟。

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  为远离地球的天体航天器导航,就必须跳出地球,跳出太阳系,在更大范围内寻找基点,这是毋庸置疑的。我国在这些尖端研究中,早规划,早实施,不再落后别国半步,并且在不少项目上勇当第一,已取得显著成果。

  2017年8月31日至9月5日,“慧眼”对著名的蟹状星云脉冲星进行了约5天的观测,以试验对卫星自主定位。其算法是高能所研究团队提出的一种新的X射线脉冲星导航算法。他们将这种算法应用到“慧眼”上3种望远镜的观测数据。结果显示,可实现“慧眼”的自主定位,其定位精度可达到10公里。

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