據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，由于在宇宙空間中飛行需要解決一個(gè)重要的問(wèn)題，即如何對(duì)宇宙飛船進(jìn)行導(dǎo)航。顯然地球上的衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)并不能為宇宙飛船進(jìn)行空間導(dǎo)航定位，諸如GPS定位系統(tǒng)只能用于針對(duì)某個(gè)星球建立全球范圍內(nèi)的導(dǎo)航服務(wù)。但是，科學(xué)家們認(rèn)為他們找到了一個(gè)新的方法為進(jìn)行遙遠(yuǎn)宇宙空間航行的飛船進(jìn)行導(dǎo)航。
“企業(yè)”號(hào)宇宙飛船利用三顆脈沖星進(jìn)行星際導(dǎo)航
脈沖星可發(fā)出極為規(guī)律的定向X射線波束
研究人員將宇宙中的脈沖星作為“宇宙的燈塔”對(duì)進(jìn)行恒星際航行的宇宙飛船進(jìn)行導(dǎo)航。這套先進(jìn)的星際導(dǎo)航系統(tǒng)讓人聯(lián)想到古來(lái)的航海水手通過(guò)太陽(yáng)和月亮在不同時(shí)間所出現(xiàn)方位進(jìn)行導(dǎo)航，而進(jìn)行星際航行的宇宙飛船自然要選擇能發(fā)出特定脈沖信號(hào)的中子星。同時(shí)，未來(lái)的星際導(dǎo)航系統(tǒng)將探測(cè)三個(gè)脈沖星上發(fā)出的X射線，來(lái)確定宇宙飛船在宇宙空間中的位置，這種定位原理可在宇宙航行中廣泛采用。
當(dāng)質(zhì)量比太陽(yáng)大許多倍的恒星在生命的最后時(shí)刻會(huì)產(chǎn)生令人印象深刻的超新星爆發(fā)，大多數(shù)恒星以這樣的方式結(jié)束自己的一生。在失去大部分物質(zhì)之后，恒星內(nèi)部在巨大引力作用下被壓縮形成超乎想象力的致密物質(zhì)，電子被轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?，并瘋狂地旋轉(zhuǎn)，這就是中子星。中子星強(qiáng)大的磁場(chǎng)使得中子星磁軸兩端發(fā)出射電波，形成兩個(gè)定向波束。由于該磁軸與自轉(zhuǎn)軸并不在一條直線上，因此當(dāng)中子星快速旋轉(zhuǎn)時(shí)，如果光束指向地球方向，我們就會(huì)觀察到非常規(guī)律的脈沖輻射掃過(guò)地球，因此其也被稱為脈沖星。
來(lái)自德國(guó)馬克斯·普朗克（MaxPlanck）研究所的科學(xué)家小組正在開發(fā)基于脈沖星極有規(guī)律的定向X射線波束的探測(cè)技術(shù)，可為宇宙飛船進(jìn)行星際導(dǎo)航。這些周期性的信號(hào)具有極強(qiáng)的穩(wěn)定性，可媲美原子鐘，并提供特有的時(shí)間信號(hào)作為天然的“宇宙燈塔”，這就類似于在地球上使用全球定位系統(tǒng)進(jìn)行導(dǎo)航。圖1中顯示的“企業(yè)”號(hào)宇宙飛船正在使用“三角定位法”通過(guò)接受三個(gè)脈沖星的定向輻射波束進(jìn)行空間定位的情景。
之所以認(rèn)為這套先進(jìn)的星際導(dǎo)航系統(tǒng)工作原理與全球定位系統(tǒng)類似，是因?yàn)橛钪骘w船可比較三個(gè)脈沖星上發(fā)出的定向波束抵達(dá)宇宙飛船的時(shí)間差，以此計(jì)算出宇宙飛船當(dāng)前的空間坐標(biāo)，誤差可控制在幾英里之內(nèi)。該系統(tǒng)不僅可以在太陽(yáng)系內(nèi)使用，也可以在勝任恒星際宇宙航行任務(wù)。對(duì)此，貝克爾（Becker）教授認(rèn)為：“這項(xiàng)技術(shù)顯然很讓人期待，令人難以置信地興奮，可讓我們?nèi)ヒ?guī)劃航行至其他恒星的路線，也可能幫助我們的子孫后代邁出恒星際航行的第一步。”
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