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慧眼衛星成功開展X射線脈沖星導航實驗

2019年10月09日 16:47:23字號:T|T

    隨著人類探索宇宙的不斷深入,不依賴地面設備的航天器自主導航技術受到越來越多的關注。脈沖星被稱作“宇宙燈塔”,是一類高速自轉的中子星,其脈沖信號的長期時間穩定度很高(可達10-18s量級),甚至優于地球上的原子鐘,可作為宇宙航行中的時間基準。脈沖星信號在多個信號窗口都可以探測到,其中因為X射線波段所需要的接收天線較為小型,成為最良好的導航信號輻射源。如同地面使用衛星信號進行導航一樣,利用X射線脈沖星發出的精確的周期性脈沖信號,航天器也可實現自主導航,即脈沖星導航。

    我國科學家于2016年提出了一種新的X射線脈沖星導航自主定位算法,該算法的可行性在中國空間站天宮二號上的天極望遠鏡——伽瑪射線暴偏振探測器實驗上得到初步驗證。近日,為了進一步檢驗該導航算法的可行性與可靠性,中國科學院高能物理研究所的研究人員利用慧眼衛星的X射線望遠鏡數據成功開展了X射線脈沖星導航實驗。研究人員綜合利用慧眼衛星上的高、中、低能X射線望遠鏡對蟹狀星云脈沖星持續5天的定點觀測數據,實現了慧眼衛星的自主定位,定位精度可達到10公里(3倍標準偏差),其綜合定位精度與美國在國際空間站上的類似試驗結果相當。該項導航實驗進一步驗證了航天器利用脈沖星自主導航的可行性,為該方法未來在深空探測中的實際應用奠定了基礎。

    該項實驗得到“大科學裝置前沿研究”重點專項等的支持,相關論文于2019年8月21日在美國《天體物理雜志》(增刊)正式刊出。

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