中国建太空导航网助力登陆火星,美军专家这回说了实话

近期,美国《大众机械》杂志报道了中国成功发射脉冲星试验卫星精确入轨的有关情况,认为脉冲星导航技术的最终精度能够达到10米水平,在技术成熟后中国深空飞船能够在脉冲星卫星的指引下,精准地探测太空。为了支持未来的一系列深空探索计划,如载人探月工程和火星登陆工程,中国成功发射了世界上首颗具有脉冲星导航技术潜力的卫星。

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火星登陆已经成为太空科技研究新热点

中国首颗脉冲星试验卫星由航天五院研制,属于太阳同步轨道卫星。卫星入轨并完成在轨测试后,将开展在轨技术试验,验证星载脉冲星探测器性能指标和空间环境适应性,积累在轨实测脉冲星数据,为脉冲星探测及技术体制验证奠定技术基础。相比之下,美国航天机构开发的、采用类似脉冲星导航技术的太空系统项目(SEXTANT)要到明年才可能启用。

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SEXTANT缩略语的词义其实是这种古老的测量方法,美国海军还在用

宇宙中高速自转着的中子星会发出的具有方向性的光束,它们被称为脉冲星。“脉冲星导航与卫星导航定位原理极为相似,其观测距离是利用脉冲星发射的同一个X射线脉冲信号到达太阳系质心和航天器的时间差来测定的。不过,脉冲星导航和雷达导航不大一样,雷达是主动探测,脉冲星导航是被动探测。脉冲到达的时间是周期性的,可以通过收到脉冲的时间差,确定太空中物体移动前后位置的不同。当前,卫星导航定位精度为10米,脉冲星导航的最终精度也能够达到10米水平。”在脉冲星导航领域,中国的目标是在5~10年内探测26颗脉冲星,把它们的数据测得非常精准,建立脉冲星导航数据库。

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脉冲星导航原理图

美国军事专家弗瑞林表示,如果中国的脉冲星导航技术能按期推进并取得进展的话,其深空定位与导航能力将处于全球领先地位。“一批脉冲星导航卫星可以组建太空导航网。飞往火星或更远区域的中国深空飞船将不必依赖来自地球的无线电导航信号的指引,而是依托脉冲星导航网络的指引。新的太空飞船甚至可以不必安装巨大、昂贵、用于接收地球导航信号的天线。不单单是深空飞船,未来中国的与宇航员、机器人太空探测装置都能利用脉冲星导航网络确定方位。

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长征系列运载火箭

中国对深空的精确探索能力将近年来大幅增长。这可能给中国带来潜在的军事优势——中国军用太空装置可以更精准地部署在某些太空航道或轨道上。”相关专家指出“只有通过脉冲星导航空间飞行试验,才能实测验证脉冲星导航系统体制的可行性,并通过长时间的努力,才能达到最终的精确指标。目前,可用于火星探险的脉冲星导航技术离进入应用阶段还很远,脉冲星天体物理模型能给出来的导航精度误差是数千米到几十千米,与导航精度达到10米的目标差距较大。”值得关注的是,如此的高精度美国也没有达到,中国研究机构还有充分的时间去发展,同时积累经验。

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