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上海长方光学仪器有限公司

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

2019-08-23 16:15:36  来源:仪器网整合 浏览量:1569次
【导读】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?

     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。

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  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,被誉为自然界最精准的天文时钟。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、超强磁场、超强电场和超强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。

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  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。


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2019-08-23 16:15:36
标签:航天器 , X射线望远镜 , 脉冲星自主导航
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