第536章银河定位系统

作者:蔡泽禹 加入书签推荐本书

脉冲星。第一个被发现的重复间隔只有1.6毫秒,表明创建它的主体每分钟旋转超过38,000转。来自毫秒脉冲星的信号特别规则,与原子钟中的振荡器的稳定性相媲美。

然后在1993年,发现了毫秒级的x射线脉冲星。这些潜在的导航信号源提供了“稳定的时钟”,并提供了紧凑的x射线天线而不是大型无线电天线接收信号的能力。当年提出了一项提案,以测试在argos卫星上使用x射线传感器来使用毫秒级x射线脉冲星进行空间定位的可能性,argos卫星定于今年晚些时候发射。

argos实验是在1999年进行的,虽然没有透露太多。但是,使用x射线毫秒脉冲星进行空间导航的想法仍在继续。例如,suneel sheikh在马里兰大学做博士生的时候研究了它。位于华盛顿附近的美国海军研究实验室的研究人员安装了一个darpa资助的项目,以进一步开发这项技术。就像所有好的太空科技一样,这种方法也被赋予了一个大写的绰号-xnav--尽管在那个阶段它仍然只是一个想法。

2017年nasa推出了nicer x射线望远镜。有了它,gendreau,mitchell和nasa的其他人员希望能够成功地演示x射线脉冲星可以用于导航。那个有自己的缩写的实验sextant(用于x射线定时和导航技术的站探测器)被搭载在nicer的任务上,这个任务主要是科学而不是工程目标。

相关观测发生在去年十月和十一月,当时位于国际空间站的nicer望远镜仔细测量了少量毫秒x射线脉冲星的信号。“我们的导航目标是10公里,”米切尔说。“我们在不到8个小时的时间里就能做得更好。”

如何将脉冲星测量转换为定位是简单的,至少在概念上是这样的。考虑下面的思想实验:

想象一下,你的飞船是静止的。(当然,从来不会如此,但是它使事情变得更容易)。通过将x射线望远镜指向它的方向,观察已知的毫秒级x射线脉冲星。标记一个脉冲的时间,比如说峰值强度。

这个脉冲很久以前就从远处的脉冲星发射出来,然后通过太空向外扩散。如果你知道确切的时间是第一次发射的时间,以及你收到的确切时间,那么你就可以推断它在太空中飞行了多久,乘以光速将为您提供一个距脉冲星的距离的测量。

但是,你所知道的是:你与脉冲星的距离。所以你可以在一个以脉冲星为中心的巨大球面上的任何地方。请记住,脉冲星以固定间隔发射脉冲,当你接收到脉冲星时,你不能区分。所以,实际上,你可能会排列在一个个脉冲星周围的大的同心球面上。

由于脉冲星距离遥远,所以这些球面在你附近的曲率不会太大:对你来说,它们本质上是平面,它们在空间上定期间隔。而且因为你不知道你首先测量了哪个脉冲,所以有许多这样的平面,所有这些平面都是相互平行的,原则上可以位于这样的

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