

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
1、<p> 脈沖星:未來深空航天器的導(dǎo)航燈</p><p> 2016年11月10日,長征十一號運載火箭成功將我國首顆脈沖星導(dǎo)航試驗衛(wèi)星送入預(yù)定太陽同步軌道。那么,什么是脈沖星?它又是如何執(zhí)行導(dǎo)航任務(wù)的呢? </p><p><b> 精準的天文時鐘 </b></p><p> 脈沖星是20世紀60年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)之一。19
2、67年,英國射電天文學(xué)家喬瑟琳?貝爾在行星際閃爍觀測研究中,偶然發(fā)現(xiàn)一個時隱時現(xiàn)的射電脈沖源,其周期非常穩(wěn)定,每隔1.3373秒就記錄到一次脈沖信號,故而將其取名為脈沖星。這讓當時的科學(xué)界和公眾頗感困惑,甚至一度認為脈沖信號是外星人發(fā)來的聯(lián)系“電報”。1968年,科學(xué)家在超新星SN1054遺跡即蟹狀星云中發(fā)現(xiàn)脈沖星,脈沖周期是0.0331秒。這顆脈沖星比較特殊,因為它的前身超新星爆發(fā)是我國古代天文學(xué)家最早用文字明確記錄的,見于1054年
3、7月宋朝史官編寫的《宋會要》,將其稱為“客星”。1942年,荷蘭天文學(xué)家奧爾特以令人信服的論證,確認蟹?钚竊憑褪?1054年超新星爆發(fā)后形成的。 </p><p> “年老”的恒星可能會突然發(fā)生爆炸,亮度猛然增加上萬倍,然后才慢慢變暗。那些爆炸時亮度特別高的星星便被稱為“超新星”。恒星的核能耗盡以后,死亡的恒星遺骸分為白矮星、黑洞和中子星三種類型,脈沖星則是中子星的一種。 </p><p&g
4、t; 脈沖星屬于高速自轉(zhuǎn)的中子星。脈沖星之所以能夠發(fā)射穩(wěn)定的電磁脈沖信號,得益于它的小體積和大質(zhì)量,以及星體高速自轉(zhuǎn)并具有強大的磁場。在宇宙中,恒星的體積越小、質(zhì)量越大,其磁場就越強。典型脈沖星的半徑僅有10千米,質(zhì)量卻在1.44 ~3.2倍太陽質(zhì)量之間,是宇宙中除黑洞以外密度最大的天體。在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的脈沖星中,自轉(zhuǎn)周期最快的可達到0.001337秒。因此,只有高速自轉(zhuǎn)的中子星才適合扮演脈沖星的角色。 </p><p
5、> 脈沖星具有極其穩(wěn)定的信號周期。目前國際時間基準基于原子時系統(tǒng)。天宮二號實驗室搭載的空間冷原子鐘,雖然有望實現(xiàn)約3000萬年誤差1秒的超高精度,比氫原子鐘數(shù)百萬年誤差1秒要高出一個數(shù)量級,但與脈沖星提供的時間精度相比還是相差甚遠的。因此,脈沖星有“自然界最精準的天文時鐘”的美譽。 </p><p><b> 非凡的導(dǎo)航素質(zhì) </b></p><p> 作
6、為自然界最穩(wěn)定、最精準的天文時鐘,脈沖星將成為未來人類探索宇宙的燈塔。目前使用的GPS、格納洛斯、北斗和伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),由于受衛(wèi)星運行軌道高度的限制,并不能為在深空中飛行的航天器進行自主導(dǎo)航,而傳統(tǒng)的天文導(dǎo)航方式精度較低、技術(shù)難度大,利用地面深空探測 </p><p> 網(wǎng)對航天器進行跟蹤,測控信號強度會隨著距離的增大而衰減。故科學(xué)家設(shè)想,利用已發(fā)現(xiàn)的脈沖星為深空航天器進行導(dǎo)航。 </p>&
7、lt;p> 截至目前,已發(fā)現(xiàn)和編目的脈沖星數(shù)量已達到2000多顆,其中160多顆具有良好的X射線周期輻射特性,可作為導(dǎo)航候選星,而人類在地球上能觀測到的脈沖星還只是其中的一小部分。天文學(xué)家估計,銀河系的中子星總數(shù)可能有數(shù)萬顆。 </p><p> 脈沖星可以在射電、紅外、可見光、紫外、X射線和γ射線等多個電磁波頻段產(chǎn)生信號輻射,其中X射線信號最為穩(wěn)定,最適宜用來為導(dǎo)航服務(wù)。人們通常也把在該頻段輻射信號的
8、脈沖星稱為X射線脈沖星。 </p><p> 當脈沖星高速自轉(zhuǎn)時,磁極波束若掃過安裝在地面或航天器上的探測設(shè)備,該設(shè)備就能接收到一個脈沖信號。依靠脈沖星發(fā)出的X射線脈沖信號,就可以為航天器提供高精度的位置、速度、時間和姿態(tài)等豐富的自主導(dǎo)航信息服務(wù)。那時的脈沖星,就猶如一個在浩渺宇宙中持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)出導(dǎo)航信號的燈塔。 </p><p> 其實,利用脈沖星進行導(dǎo)航的設(shè)想,早在40年前就被提出
9、,但利用X射線脈沖星進行航天器自主導(dǎo)航的理論研究卻只經(jīng)歷了10多年的發(fā)展時間。 </p><p> 2004~2005年,美、歐先后啟動“X射線導(dǎo)航與自主定位計劃”與“ESA深空探測器脈沖星導(dǎo)航研究計劃”。美國國家航空航天局預(yù)定2017年實施在國際空間站安裝“空間站X射線授時與導(dǎo)航技術(shù)探索”儀器的計劃。2005年以來,我國也開展了有關(guān)X射線脈沖星導(dǎo)航的課題研究,并于2016年成功發(fā)射脈沖星導(dǎo)航試驗衛(wèi)星。這是世界
10、上首個在軌的脈沖星導(dǎo)航試驗系統(tǒng)。 </p><p><b> 脈沖星試驗衛(wèi)星 </b></p><p> 我國的脈沖星試驗衛(wèi)星升空后,在其開展的試驗任務(wù)中,有一項就是探測蟹狀星云脈沖星的靚麗身影。2016年12月至2017年1月是觀測蟹狀星云脈沖星的最佳時間。當然,過了這段時期之后,衛(wèi)星還要繼續(xù)進行觀測試驗。衛(wèi)星入軌后,將開展在軌技術(shù)試驗,驗證星載脈沖星探測器性能
11、指標和空間環(huán)境適應(yīng)性,積累在軌實測脈沖星數(shù)據(jù),為脈沖星探測及技術(shù)體制驗證奠定技術(shù)基礎(chǔ)。 </p><p> 脈沖星試驗衛(wèi)星的基本工作原理是,通過捕捉脈沖星發(fā)出的X射線,來找到這種奇特的天體。此次發(fā)射的脈沖星試驗衛(wèi)星搭載兩種不同類型的脈沖星探測器:準直型微通道板探測器和掠入射聚焦型探測器,均為我國首次在軌使用。利用上述兩種探測器對X射線脈沖星的脈沖信號進行探測收集和采集,最終實現(xiàn)在軌對脈沖星導(dǎo)航技術(shù)的原理驗證。
12、</p><p> 未來,我國脈沖星導(dǎo)航研究團隊還將用5~10年的時間,持續(xù)探測26顆脈沖星,建立精確的脈沖星導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫,為這種自然形成的宇宙燈塔繪制最基礎(chǔ)的地圖,以便進行后續(xù)導(dǎo)航技術(shù)的試驗。在此基礎(chǔ)上,再經(jīng)努力攻關(guān)和充分驗證,我國有望率先建立以脈沖星周期為主的時空基準,航天器將使用全新的脈沖星時間,實現(xiàn)自主定位與導(dǎo)航。未來各種航天器無論飛得再遠再久,也不會擔心迷失方向。即便是宇航員踏上宇宙飛船,來一次說走就走
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 充電樁在哪兒?
- 新藍圖新在哪兒
- 世界的邊沿在哪兒
- 突破的方向在哪兒
- 分析你的托福閱讀到底差在哪兒【瞬間點破 】
- 我在哪兒脫離了計劃
- 大學(xué)的時間花在哪兒
- 籌謀明年上市,京東金融“王牌”在哪兒?
- 初創(chuàng)企業(yè)申請專利,難在哪兒?
- 河北法院執(zhí)行難難在哪兒?
- 在工廠里上班的我們出路在哪兒
- 虧損40億恒大冰泉敗在哪兒?
- 初級漢語綜合課教學(xué)設(shè)計案例——《你在哪兒學(xué)習(xí)》.pdf
- 公務(wù)員復(fù)習(xí)申論秘笈執(zhí)法熱情放在哪兒更
- 初級漢語綜合課教學(xué)設(shè)計案例——《你在哪兒學(xué)習(xí)》_55.pdf
- PPP模式下的對外漢語初級口語教學(xué)研究——以《郵局在哪兒》為例.pdf
- 戶籍改革到底難在哪
- 來華預(yù)科留學(xué)生基礎(chǔ)漢語綜合課教學(xué)設(shè)計——以《地鐵站在哪兒》教學(xué)設(shè)計為例.pdf
- 剪紙的市場到底在哪里
- 鎮(zhèn)村聯(lián)動的出路到底在哪
評論
0/150
提交評論