慧眼衛(wèi)星成功開(kāi)展X射線(xiàn)脈沖星導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)

    隨著人類(lèi)探索宇宙的不斷深入，不依賴(lài)地面設(shè)備的航天器自主導(dǎo)航技術(shù)受到越來(lái)越多的關(guān)注。脈沖星被稱(chēng)作“宇宙燈塔”，是一類(lèi)高速自轉(zhuǎn)的中子星，其脈沖信號(hào)的長(zhǎng)期時(shí)間穩(wěn)定度很高（可達(dá)10-18s量級(jí)），甚至優(yōu)于地球上的原子鐘，可作為宇宙航行中的時(shí)間基準(zhǔn)。脈沖星信號(hào)在多個(gè)信號(hào)窗口都可以探測(cè)到，其中因?yàn)閄射線(xiàn)波段所需要的接收天線(xiàn)較為小型，成為最良好的導(dǎo)航信號(hào)輻射源。如同地面使用衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航一樣，利用X射線(xiàn)脈沖星發(fā)出的精確的周期性脈沖信號(hào)，航天器也可實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，即脈沖星導(dǎo)航。

    我國(guó)科學(xué)家于2016年提出了一種新的X射線(xiàn)脈沖星導(dǎo)航自主定位算法,該算法的可行性在中國(guó)空間站天宮二號(hào)上的天極望遠(yuǎn)鏡——伽瑪射線(xiàn)暴偏振探測(cè)器實(shí)驗(yàn)上得到初步驗(yàn)證。近日，為了進(jìn)一步檢驗(yàn)該導(dǎo)航算法的可行性與可靠性，中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所的研究人員利用慧眼衛(wèi)星的X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡數(shù)據(jù)成功開(kāi)展了X射線(xiàn)脈沖星導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)。研究人員綜合利用慧眼衛(wèi)星上的高、中、低能X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡對(duì)蟹狀星云脈沖星持續(xù)5天的定點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了慧眼衛(wèi)星的自主定位，定位精度可達(dá)到10公里（3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差），其綜合定位精度與美國(guó)在國(guó)際空間站上的類(lèi)似試驗(yàn)結(jié)果相當(dāng)。該項(xiàng)導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了航天器利用脈沖星自主導(dǎo)航的可行性，為該方法未來(lái)在深空探測(cè)中的實(shí)際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

    該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)得到“大科學(xué)裝置前沿研究”重點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)等的支持，相關(guān)論文于2019年8月21日在美國(guó)《天體物理雜志》（增刊）正式刊出。