“慧眼”衞星成功進行X射線脈衝星導航在軌實驗

科技日報訊 (記者李大慶)中科院高能物理所利用“慧眼”衞星上的X射線望遠鏡開展了X射線脈衝星導航實驗，定位精度達到10公里之內(3倍標準偏差)，進一步驗證了航天器利用脈衝星自主導航的可行性，為未來在深空中的實際應用奠定了基礎。相關論文近日在美國《天體物理雜誌》(增刊)刊出。

現在，越來越多的空間探測器飛向太陽以及其七大行星、矮行星、小行星、彗星等太陽系內天體。由於這些航天器遠離地球，美國的GPS系統、我國的北斗衞星導航系統等都已經難以為它們提供可靠的導航服務。

2017年6月15日，我國第一顆X射線天文衞星“慧眼”成功發射。科研人員利用“慧眼”開展了X射線脈衝星導航實驗，進一步驗證了脈衝星導航的可行性。

脈衝星是一類高速轉動的中子星，距離地球十分遙遠，其脈衝信號的長期時間穩定度很高，甚至優於地球上的原子鐘。航天器通過觀測脈衝星，可以實現自主導航。

據“慧眼”首席科學家張雙南介紹，2017年8月31日至9月5日，“慧眼”對著名的蟹狀星雲脈衝星進行了約5天的觀測，以試驗對衞星自主定位。其算法是高能所研究團隊提出的一種新的X射線脈衝星導航算法。他們將這種算法應用到“慧眼”上3種望遠鏡的觀測數據。結果顯示，可實現“慧眼”的自主定位，其定位精度可達到10公里，相當於定位精度3.3公里(1倍標準偏差)。

為了進一步檢驗該導航算法的可行性與可靠性，研究團隊還進行了充分的理論分析，並選取多種類型的脈衝星進行了模擬驗證，結果顯示該方法對其他導航脈衝星同樣適用，為該算法的實際應用奠定了基礎。