原標(biāo)題：X射線(xiàn)脈沖星為深空GPS系統(tǒng)指明了方向 精度能達(dá)到2公里
據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)和萊徹斯特大學(xué)的科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一套星際間導(dǎo)航技術(shù),這項(xiàng)技術(shù)基于來(lái)自X射線(xiàn)脈沖星的高度周期性信號(hào)。根據(jù)研究者的說(shuō)法，利用搭載在飛船上的小型X射線(xiàn)望遠(yuǎn)鏡，飛船就可以在深空中確定自己的方位，精度甚至能達(dá)到2公里。整套系統(tǒng)被稱(chēng)為“XNAV”，它借助對(duì)脈沖星信號(hào)的仔細(xì)記時(shí)來(lái)對(duì)飛船進(jìn)行三角定位，從而得出飛船相較于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)位置的方位。
當(dāng)脈沖星旋轉(zhuǎn)時(shí)，它們會(huì)從兩極放出電磁波輻射。如果這些射線(xiàn)指向地球，那么它們就表現(xiàn)為規(guī)律的脈沖。有些雙星系統(tǒng)中的脈沖星會(huì)從他們的伴星處奪取氣體，這些氣體會(huì)聚集在脈沖星的兩極。氣體在此會(huì)被加熱到極高的溫度，以至于向外釋放X射線(xiàn)。這就是用作星際導(dǎo)航的脈沖星，如同龐大而笨重的天線(xiàn)。相較而言X射線(xiàn)探測(cè)器則小得多，它們常常只搭載一個(gè)單像素的傳感器，很容易就能裝進(jìn)宇宙飛船的載荷里。
到2013年，XNAV的有關(guān)理論研究已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。歐空局組織了一支由科學(xué)家Setnam Shemar牽頭的團(tuán)隊(duì)來(lái)進(jìn)行可行性研究，以期有朝一日能將這一技術(shù)運(yùn)用在飛船上。Shemar的團(tuán)隊(duì)分析了兩種技術(shù)：最簡(jiǎn)單的一種被稱(chēng)為“三角修正”，通過(guò)利用船上原子鐘對(duì)從單一脈沖星定期傳入的X射線(xiàn)脈沖進(jìn)行記時(shí)，并將結(jié)果與在標(biāo)準(zhǔn)位置脈沖的預(yù)期到達(dá)時(shí)間相比較。兩個(gè)記時(shí)結(jié)果之間的差異，連同通過(guò)地面跟蹤估計(jì)的航天器初始位置綜合考慮，就可以得到更 的飛船位置。
萊徹斯特大學(xué)的Adrian Martindale也是可行性研究團(tuán)隊(duì)的一員。他表示，盡管操控機(jī)制后的工程非常復(fù)雜，但所需的科技并非遙不可及。在成本、復(fù)雜性以及XNAV需要的X射線(xiàn)探測(cè)器的規(guī)模上，團(tuán)隊(duì)引用了將于2018年的Bepi-Colombo任務(wù)發(fā)射升空的水星成像和X射線(xiàn)光譜儀(MIXS)作為例證。Shemar認(rèn)為他們已經(jīng)證明整個(gè)計(jì)劃具備可行性，但他同時(shí)提醒我們，一些技術(shù)必需追趕理論工作。盡量減小探測(cè)器質(zhì)量、減少每個(gè)脈沖星的觀測(cè)時(shí)間與開(kāi)發(fā)一個(gè)合適的操控機(jī)制都是巨大挑戰(zhàn)。
科學(xué)家認(rèn)為對(duì)XNAV很快將用于太空飛船的導(dǎo)航仍抱有疑慮，技術(shù)會(huì)隨著實(shí)際需求出現(xiàn)。自動(dòng)化脈沖星導(dǎo)航對(duì)于深空探測(cè)任務(wù)的確很有吸引力，但是很長(zhǎng)一段時(shí)間里我們都沒(méi)有類(lèi)似的計(jì)劃，這項(xiàng)研究已經(jīng)發(fā)表在期刊《實(shí)驗(yàn)天文學(xué)》上。
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