慧眼卫星X射线望远镜定位精度验证了脉冲星自主导航的可行性

分类：商机 2019-08-23 16:15:36 3139阅读次数

　航天器已经成为从事政治、军事、经济和科研活动的重要工具之一，研究航天器的空间定位导航和授时具有重要的意义、地球低轨道的飞行器可以利用GPS进行定位导航和授时。对于高轨道航天器，GPS信号变得极其微弱，深空航天器是否可以依靠脉冲星导航定位呢?

　　中科院科学家使用慧眼卫星上的X射线望远镜开展了X射线脉冲星导航实验，定位精度达到10公里之内(3倍标准偏差)，进一步验证了航天器利用脉冲星自主导航的可行性，为未来在深空的实际应用奠定了基础。

　　X射线脉冲星导航

　　脉冲星是高速自转的中子星，具有极其稳定的周期性，其稳定度优于10-19，被誉为自然界Z精准的天文时钟。因此，脉冲星能够成为人类在宇宙中航行的“灯塔”，为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器提供自主导航信息服务。脉冲星是大质量恒星演化、塌缩、超新星爆发的遗迹，是一种具有超高温、超高压、超高密度、磁场、电场和引力场等极端物理条件的天体，其典型半径约为10千米，而质量却与太阳相当，核心密度达到1014克每立方厘米。

　　慧眼”硬X射线调制望远镜

　　中国第一个空间天文卫星，是既可以实现宽波段、大视场X射线巡天又能够研究黑洞、中子星等高能天体的短时标光变和宽波段能谱的空间X射线天文望远镜，同时也是具有高灵敏度的伽马射线暴全天监视仪。是继中欧合作地球空间探测双星、“悟空”号暗物质粒子探测卫星和“墨子”号量子科学实验卫星之后，中国又一颗重要的空间科学卫星。装载高能、中能、低能X射线望远镜和空间环境监测器等4个探测有效载荷，可观测1～250keV能量范围的X射线和200keV～3MeV能量范围的伽玛射线。卫星采用直接解调成像方法，通过扫描观测可以完成宽波段、高灵敏度、高分辨率的空间X射线成像，具有复杂的热控保障、对地测控与数传保障以及载荷长期工作下的能源保障能力。

　　“慧眼”卫星应用我国科学家首创的直接解调成像方法，实现宽波段、高灵敏度、高空间分辨率X射线巡天、定点和小天区观测，在世界现有X射线天文卫星中，具有先进的暗弱变源巡天能力、独特的多波段快速光变观测能力等优势。卫星研制过程中，攻克了诸多设计难题，取得了X射线探测载荷一体化设计与实施、惯性空间任意姿态下对地测控与数传链路保障技术等多项技术突破，有力促进了新型元器件、特殊材料制备、载荷结构高精度加工等的发展。

标签：航天器 X射线望远镜脉冲星自主导航

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