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  • 1 # 科技和生活

    我們都知道北斗導航和GPS導航,透過一些導航軟體可以給我們實時定位、路線指引和目的地查詢等服務,生活中我們已經離不開它。不過在未來的太空時代,脈衝星導航定會大行其道,給予人類飛行器以同樣的服務。

    脈衝星本身就是中子星,它是僅次於黑洞和夸克星的高密度天體,質量通常比太陽還要大,其本身存在強大的磁場,發射的射電脈衝的週期性非常有規律,科學家們剛接觸到脈衝星的時候,還以為是外星人在向我們發電報聯絡,因此第一顆脈衝星還被叫做“小綠人”一號,後來才知道它們是正在快速自轉的中子星,它的電磁脈衝也正是由於它的快速自轉才發出來的。

    脈衝星雖然也會發光,但是它的電磁脈衝並非或明或暗地閃爍發光,而是發射出恆定的能量流,就像手電筒的光線那樣是一束比較窄的電磁波,從星體的兩個磁極發射出來,在星體旋轉時,這一射電脈衝就象燈塔的光束或晃動的手電筒光束一樣掃過一片區域,如果它能過我們的地球,那麼我們就能夠觀測到它。

    脈衝星的質量通常都要超過太陽,但是直徑只有10~20公里,它形成於8-30倍質量的恆星的超新星爆發之時,因此它才可以有著極高的轉速,已知轉速最快的脈衝星自轉一週只需要0.0014秒,最慢的中子星自轉一週也只需要11秒,而且週期性非常準確規律,其發出的電磁脈衝也一樣的準確和規律,每當它自轉一週,我們就能接收到一次它輻射的電磁波,於是就形成一斷一續的脈衝訊號,我們可以把它理解為天然的北斗或者GPS導航衛星發出的訊號,將其利用來進行導航定位當然是不錯的選擇,所以也可以把它們理解為免費的導航衛星。

    利用不同位置的脈衝星進行星際導航一種可以預見的技術,現在的導航技術需要發射人造導航衛星,但太空時代導航將利用脈衝星這些天然星體。如今科學家們已經發現了2000多千顆脈衝星,其中有近200顆具有優良的X射線週期輻射特性,可以作為導航候選星。

    中國在2016年11月年發射了一顆脈衝星導航試驗衛星,這也是人類對脈衝星導航的首次嘗試性運用,計劃透過5到10年的努力探測26顆脈衝星,建立脈衝星導航資料庫,此計劃仍在進行中,並已取得了一定的科研成果。將來的脈衝星導航可以對太空中的航天器,特別是進行深空探測的航天器以良好的位置定位和方向指引等服務。

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