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記者從中國航天科技集團(tuán)公司五院獲悉，全球首顆脈沖星導(dǎo)航試驗衛(wèi)星（XPNAV－1）將于11月?lián)駲C(jī)發(fā)射，將實測脈沖星發(fā)射的X射線信號，嘗試驗證脈沖星導(dǎo)航技術(shù)體制的可行性。
這一次，中國不再跟隨美歐的腳步，而要成為“第一個吃螃蟹的人”。如果，以脈沖星為基準(zhǔn)的時間系統(tǒng)建成了，將是顛覆性的。也許不久的將來，我們的航天器可以不需要人來照料，我們對表的時間將是脈沖星時間。
脈沖星就是高速自轉(zhuǎn)的中子
據(jù)介紹，恒星的一生也像人一樣，經(jīng)歷從孕育誕生，到成長成熟，以及最終衰老死亡的整個過程。大體上說來，恒星死亡后的遺骸可以分為三類：白矮星、中子星和黑洞。
脈沖星就是高速自轉(zhuǎn)的中子星，它的典型半徑僅有10公里，其質(zhì)量卻在1.44倍至3.2倍太陽質(zhì)量之間，是除黑洞外密度最大的天體。每立方厘米的脈沖星質(zhì)量達(dá)到1億噸，要用1000艘百萬噸級的巨輪才能拖動。
脈沖星具有極其穩(wěn)定的周期性，其穩(wěn)定度比目前最穩(wěn)定的氫原子鐘還要高1萬倍以上（目前國際時間基準(zhǔn)是原子時系統(tǒng)），被譽(yù)為自然界中最穩(wěn)定的天文時鐘，使之成為人類在宇宙中航行的燈塔。
導(dǎo)航的核心就是要解決時間測量問題
導(dǎo)航和時間精準(zhǔn)不精準(zhǔn)有什么關(guān)系？事實上，無論是最早出現(xiàn)的地文導(dǎo)航，還是大航海時代的天文導(dǎo)航，還是現(xiàn)代的無線電導(dǎo)航，都需要時間。
在無線電導(dǎo)航中，時間測量是基本觀測量，根據(jù)信號傳播時間來計算兩者之間的距離。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是一種天基的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，采用單向達(dá)到時間測量距離。
脈沖星導(dǎo)航與衛(wèi)星導(dǎo)航定位原理極為相似，其觀測距離是利用脈沖星發(fā)射的同一X射線脈沖信號到達(dá)太陽系質(zhì)心和航天器的時間差來測定的。當(dāng)前，衛(wèi)星導(dǎo)航定位精度為10米，脈沖星導(dǎo)航的最終精度也能夠達(dá)到10米水平。
X射線脈沖星的獨特優(yōu)勢
脈沖星在射電、紅外、可見光、紫外、X射線或伽馬（γ）射線等電磁波段發(fā)射信號。為什么要選擇X射線脈沖星來探索組建導(dǎo)航系統(tǒng)呢？
事實上，早在1974年，美國國家航空航天局（NASA）噴氣推進(jìn)實驗室的科學(xué)家就首次提出基于脈沖星射電信號的航天器自主軌道確定方法。然而，這一方法缺陷明顯，其中最大的問題是，脈沖星在射電頻段信號極其微弱，需要至少25米口徑的天線才能探測到。
對于紅外、可見光和紫外脈沖星來說，由于數(shù)量稀少，光度較低，要求較大口徑的望遠(yuǎn)鏡以及較高的指向精度和信號處理技術(shù)，也不宜用于航天器自主導(dǎo)航。
X射線屬于高能光子，集中了脈沖星絕大部分輻射能量，易于小型化設(shè)備探測和信號處理，使其應(yīng)用于航天器成為可能。脈沖星導(dǎo)航就是利用脈沖星發(fā)射的X射線信號作為天然信標(biāo)，引導(dǎo)航天器在宇宙空間自由航行的。
不過，X射線難于穿透地球稠密的大氣層，因此只能在地球大氣層外空間才能觀測到。所以，脈沖星導(dǎo)航系統(tǒng)不能直接對地面進(jìn)行導(dǎo)航，而是對近地軌道衛(wèi)星、深空探測及星際飛行器進(jìn)行導(dǎo)航。
雖然前景振奮人心，脈沖星導(dǎo)航到底行不行，沒有人知道。
盡管上世紀(jì)七十年代就提出關(guān)于脈沖星導(dǎo)航的概念，但是基于現(xiàn)代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)到達(dá)時間測距思想而提出的X射線脈沖星導(dǎo)航技術(shù)問題，也僅是近10年來的事。目前，X射線脈沖星導(dǎo)航技術(shù)研究處于關(guān)鍵技術(shù)研究與地面驗證階段，即將開展空間飛行試驗，實測驗證其可行性。
這一次，中國不再跟隨美歐的腳步，而要成為“第一個吃螃蟹的人”。
11月將擇機(jī)發(fā)射的世界上首顆脈沖星導(dǎo)航試驗衛(wèi)星將搭載兩種類型的探測器載荷：一個是準(zhǔn)直型微通道板探測器，探測面積為2400平方厘米；另一個是聚焦型探測器，聚焦鏡頭口徑為17厘米。
接下來，我國還打算通過5到10年的努力，探測26顆脈沖星，把它們的數(shù)據(jù)測得非常精準(zhǔn)，建立脈沖星導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫。這26顆脈沖星分布在整個天球當(dāng)中，距離地球都十分遙遠(yuǎn)，從幾千到幾萬光年不等。
因為各項工作幾乎無先例可循，研究團(tuán)隊歷時10年的攻關(guān)研究，突破了探測器、數(shù)據(jù)庫、時間同步和大尺度導(dǎo)航等關(guān)鍵技術(shù)。
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