中國科學(xué)院高能物理研究所的科學(xué)家利用“慧眼”衛(wèi)星開展了X射線脈沖星導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)，定位精度達(dá)到10公里之內(nèi)，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，有望應(yīng)用于未來的深空探測和星際航行。相關(guān)論文已于21日在學(xué)術(shù)期刊《天體物理雜志》(增刊)發(fā)表。

隨著越來越多空間探測器飛向遙遠(yuǎn)的外太空，人造衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)無能為力，利用地面大型射電天線建立的深空測控網(wǎng)也逐漸“鞭長莫及”，研究航天器的自主導(dǎo)航技術(shù)勢在必行。

“慧眼”衛(wèi)星脈沖星導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)工作負(fù)責(zé)人鄭世界說，X射線脈沖星導(dǎo)航利用宇宙中遙遠(yuǎn)的天體——脈沖星發(fā)出的精確的周期性脈沖信號，為太空中的航天器提供導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)。如同地面使用衛(wèi)星信號進(jìn)行導(dǎo)航一樣，航天器通過觀測脈沖星也可實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航，即脈沖星導(dǎo)航。

“慧眼”衛(wèi)星首席科學(xué)家張雙南介紹，“慧眼”對著名的蟹狀星云脈沖星進(jìn)行了持續(xù)約5天的觀測，并將高能所研究團(tuán)隊(duì)提出的X射線脈沖星導(dǎo)航算法應(yīng)用于觀測數(shù)據(jù)，結(jié)果顯示，其3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的定位精度可達(dá)到10公里。為進(jìn)一步檢驗(yàn)該導(dǎo)航算法，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了充分的理論分析，并選取多種類型脈沖星進(jìn)行模擬驗(yàn)證，結(jié)果顯示該方法對其它導(dǎo)航脈沖星同樣適用。

脈沖星被稱作“宇宙燈塔”。這是一類高速轉(zhuǎn)動(dòng)的中子星，是大質(zhì)量恒星在壽命晚期發(fā)生超新星爆發(fā)后留下的致密天體，其脈沖信號的長期時(shí)間穩(wěn)定度很高，甚至優(yōu)于地球上的原子鐘，可作為宇宙中的時(shí)間基準(zhǔn)。

“慧眼”衛(wèi)星是我國第一顆X射線天文衛(wèi)星，于2017年6月15日發(fā)射，攜帶高能、中能、低能X射線望遠(yuǎn)鏡三種科學(xué)載荷和空間環(huán)境監(jiān)測器，得到了關(guān)于黑洞、中子星、伽馬射線暴以及引力波暴等的海量觀測數(shù)據(jù)。(記者董瑞豐)