宇航员在太空迷路了怎么办？NASA拟打造银河系定位系统

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本文作者：今日头条

NASA（NASA）计划打造一个银河系定位系统，让宇航员在遨游太空时不会迷失方向。

高速旋转的脉冲星

外太空充斥着来自四面八方的X射线,透过这层明亮的薄雾，我们能够看到有规则的暗淡光点,它们是毫秒脉冲星,也就是体积与城市相当，以惊人速度旋转的中子星。毫秒脉冲星不断向宇宙释放X射线，规律性甚至超过最精确的原子钟。NASA希望利用这些星体打造一个银河系定位系统，为执行深空探索任务的探测器和载人飞船提供导航。

在4月15日举行的美国物理学会会议上，宇航局科学家扎文·阿佐米安对与会的物理学家表示，国际空间站上的中子星内部成分探测器（NICER）被用于研发一项全新的技术——银河系定位系统。该系统有望在近期内投入实际应用。

阿佐米安在接受《生活科学》杂志采访时指出，借助于这项技术，你能够在太空中“穿针引线”，顺利进入一颗遥远行星的卫星轨道，而不是仅仅飞跃这颗卫星。此外，银河系定位系统还能充当一个备份。当载人探索任务与地球失去联系时，飞船上仍有自主导航系统可用，避免宇航员在太空中迷路。

艺术概念图，“进取”号飞船利用脉冲星信号遨游深空

领航员几乎不可能通过这种轨道机动，让探测器进入遥远卫星的轨道。在浩瀚的外太空，精确判断飞船方位的难度极高，也就无法在恰当的时机点燃火箭。这也就是为什么宇航局上演的很多最著名的行星探索任务——包括“旅行者1”号、“朱诺”号和“新地平线”号——只能飞跃这些行星的卫星。有时候，航天器飞到距遥远卫星很近的区域，但最终与之擦肩而过。

过度依赖地球上的导航系统，将给载人探索任务带来挑战。地球与深空探索飞船之间的信号就像是一条细长的线，如果这条线断了，宇航员将很难找到回家的路。这也就是为什么要研发银河系定位系统。

阿佐米安表示在解决这个问题方面，银河系定位系统能够发挥巨大作用。但他也警告称，他只是一个研究脉冲星的专家，而不是领航员。从很大程度上说，银河系定位系统与智能手机上的全球定位系统（GPS）类似。当你的手机试图在太空中确定它的方位，它会利用无线电接收GPS卫星发射的时钟信号的精准嘀嗒声。手机的GPS随后利用滴答声之间的差异，确定与每颗卫星之间的距离，而后利用这一信息进行三角测量，确定自己在太空中的方位。

艺术概念图，“罗塞塔”号飞船利用脉冲星信号遨游深空

阿佐米安指出手机的GPS工作速度很快，银河系定位系统则要慢得多。毕竟，信号要在深空中穿行相当长的距离，需要耗费更多时间。银河系定位系统将采用一架安装在旋轴上的小型射电望远镜，看上去与“赤裸版”的NICER望远镜差不多。这架望远镜至少要逐一瞄准四颗毫秒脉冲星。其中三颗脉冲星告诉飞船在太空中的方位，第四颗校准它的内部时钟，以确保望远镜对其它脉冲星进行准确测量。

阿佐米安指出银河系定位系统背后的想法并不新鲜。两艘“旅行者”号飞船携带著名的黄金唱片，唱片封面上的脉冲星地图准确定位了我们在银河系的位置，希望将来的某一天，捡到地图的外星文明能够造访地球。

然而，这将是人类第一次利用脉冲星导航。现在，阿佐米安的团队已经利用NICER追踪空间站在太空中的方位。宇航局的SEXTANT（空间站X射线计时与导航技术探测者）项目是银河系定位系统背后的团队。该计划当前的目标是将空间站的方位误差控制在10公里之内并且持续两周时间。他说：“2017年的演示中，误差在7公里左右，共持续了两天。

有了银河系导航系统，宇航员再也不担心迷路

SEXTANT计划的下一个目标是，将空间站的方位误差控制在3公里之内。SEXTANT项目组希望他们最终能让精确度达到1公里之内。他说：“我认为我们能够探索更遥远的太空区域，但究竟能走多远，我也不知道。”

在低地球轨道，空间站沿着疯狂的无法预测的圆环旋转，半个夜空被一颗巨行星遮挡，每隔45分钟便会覆盖各种脉冲星。但在深空，我们却拥有近乎无限的视野，天体基本上沿着可预测的直线移动，这将大大降低这项任务的难度。

阿佐米安表示宇航局的其他团队也对建造银河系定位系统产生浓厚兴趣，希望将其应用于自身的探索计划。

不过，阿佐米安拒绝透露究竟是哪些团队，因为他不想充当这些团队的发言人。也许在不久的将来，我们便会看到一个拥有未来派色彩的装置，为深空探索任务提供导航。

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高敏

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