以銀河系的運動速度和人類目前的技術水平，人類離開銀河系之後想回去，就像一隻螞蟻不幸跌下公交車，要想再上車，怕是要等公交車轉一圈回來才有機會了。

太陽系內（幾億公里）： 地面觀測加陀螺儀，按照既定的軌道飛行。

銀河系內（幾萬光年）：飛船上目標觀測加脈衝星定位，按照預測軌道飛行。

星系之間（幾百萬光年）：飛船上目標觀測加類星體觀測加計算機模擬，按照觀測資料和星系演化修正目標。

宇宙中所有的天體確實都是在運動著的，但較遠恆星的位置卻是相對靜止的。但利用恆星來導航還是不夠好，因為恆星在宇宙中實在是太多了，也不夠獨特。

圖：銀河系，太陽的位置，人類目視範圍就在那個黃色的圈中

宇宙中有一種天體可以說是天然的“燈塔”，這就是脈衝星。脈衝星實際上就是中子星。中子星是較大質量恆星燃料耗盡後的產物。它會在兩端的磁極發射出強大的電磁波。

圖：脈衝星

由於脈衝星的磁極與地理南北極（自轉軸兩端）並不重合（見上圖），電磁束會不斷的掃過地球，形成有規律的脈衝訊號。這就是脈衝星名字的由來。

每一顆脈衝星的自轉週期都不相同，但都很快，能夠達到毫秒級。選取幾個不同位置的脈衝星作為定位再好不過了。隨旅行者1號和2號發射升空的金唱片留有太陽系的空間座標。這個座標就是由幾顆脈衝星標定的。

圖：隨旅行者探測器升空的唱片的封面，左下角的放射狀圖案就是由14顆脈衝星標定的太陽系位置

圖：唱片圖案說明

截止2018年10月18日止，旅行者1號已遠離地球215億千米，這相當於143.6 倍地球到太陽的距離（143.6 天文單位）。是目前離地球最遠的人造物。它目前還在正常工作。

圖：旅行者1號所處位置為日鞘

旅行者1號目前正在向著蛇夫座的AC+79 3888恆星方向前進，大約在4萬年後，它會經過離這顆恆星1.6光年的地方，然後繼續在銀河系中飄蕩。它被外星人發現的機率無限接近於零。

宇宙中所有物質都是動態的，如果人類能在宇宙中旅行，那麼如何認定方向？靠什麼導航？

很多朋友會將如此的過程理解為身在一列高速前進的高鐵上，然後站起身去個洗手間，那麼回來的時候保證絕大部分人還在原來位置上，另外有幾個呢也許也去另一邊抽菸了！但事實上在宇宙中天體的相對運動卻並非如此，需要有一套強大導航系統才可以保證探測器或者宇宙飛船不至於跑丟方向！不是北斗和GPS嗎？很抱歉那個只能管住地球上的方向和位置，對於遙遠的深空則無能為力了！

我們從這張旅行者二號在1977年出發和1990年經過天王星附近時的動圖中可以發現，這個過程中太陽系中所有行星的位置都已經改變了，地球都已經繞太陽轉了十幾圈，火星木星土星都圈數不等，非常明顯，如果按出發時的路線原路返回的話，您肯定會一臉懵逼的發現，原來出發時地球的位置空空如也，因為地球以每秒30KM的速度在太陽系公轉軌道上前進，每一顆行星都在運動，我們如何來確認方向？

那麼我們如何來確認天體在飛行器飛走後的位置呢？又在茫茫的太空中如何找到這些已經不在原來位置的行星呢？

一、出發前下載一份太陽系的“動態地圖”；

這個很簡單，我們的天文學家已經測定太陽系行星高精度位置以及它們執行的精確軌道，再加上探測器上原子鐘，那麼時間相對應即可查到當前八大行星甚至矮行星與小行星的極為精準的軌道，有了這份地圖，是不是走遍太陽系都不怕了呢？未必哦！

二、自身精確定位；

這一點非常關鍵，比如我們手拿一份地圖，但周圍沒有參照物的時候想必您應該很難確定自身所在的位置了！但這不難，因為宇宙空間並沒有什麼能夠遮擋你的視線，恆星定位+行星實時位置定位，足夠探測器知道自身在哪裡了！探測器上會安裝一套星光導航色裝置，拍攝星星的位置對照參考，確定自身所在的太陽系區域，看現在前進的軌道是否需要修正！

以上是太陽系內導航，銀河系內導航，但出了銀河系之後當然也可以根據恆星在銀河系中的方位來確定自身位置，但卻又一種更加簡便的方式，那就是脈衝星導航，因為在星系間穿行時並不需要確定高精度的位置，比如在市內導航，最好能精確到10M以內，否則還不一定能找到大門！但比如從杭州出發到北京，那麼就簡單了，只要不是自動駕駛，精度幾百甚至上千米問題都不大！

這是先驅者10號上攜帶的鍍金鋁牌，其他的應該都能看懂，但小時候看那個第二副圖，這個放射性圖實在不懂這是什麼意思，但後來明白了，這是太陽系相對於銀河系內14顆脈衝星的位置，有了這幅圖，“外星人”可以按圖索驥找到太陽系，到達地球！當然這個精度是很差的，甚至會差距數上百個天文單位，但這並沒有關係，在這個區域內只有一個太陽系！

脈衝星是一種磁軸和自轉軸不一致的中子星，它像宇宙中的燈塔，會將強大的電磁波束掃過空間，理論上空間定位我們只需要3顆脈衝星就能知道具體的位置，當然越多顆精度越高！但無論如何十幾顆脈衝星已經完全足夠使用！

不過以上方式仍然只適合銀河系內導航，對於更遠的河外星系，也許真的只能再次使用測定星系相對位置來辨別方向了，進入另一個星系之前，也許得先普查一下這個星系內的脈衝星精確位置圖，建立一份星系地圖然後再進入，否則可能會一臉懵逼的哈！

宇宙中雖然所有天體都是運動著的，但是在一定的時期內，我們依然可以找出相對穩定的天體來進行定位。這種天體就是脈衝星。

脈衝星其實就是中子星，因為中子星存在一個強大的磁場，因此會在兩極形成能量脈衝，如果這種脈衝正好朝向我們，我們就會觀測到，這種天體就是脈衝星。

脈衝星的特點之一是每顆星的脈衝都有其自己的特點，幾乎是不會重複的，因此，分析出脈衝的頻率，就會知道對應哪顆星體。如此，我們就可以根據脈衝星來確定我們的位置，或進行導航。

這是當年旅行者號攜帶的金屬牌，上面就是用14顆脈衝星的位置定位了我們太陽的位置。在幾千光年的範圍內，這種定位還是有效的，就算天體的位置發生了變化，但只要分辨出這些脈衝星，並依據其運動軌跡，就可以計算出我們的位置。

如果範圍擴大，比如在銀河的範圍內，用脈衝星來定位導航的方法可能就不適用了。但是，在更大的範圍上，我們依然有可以作為航標的天體。比如球狀星團，銀河系中已經發現了150多個，大部分存在於銀暈之中。其運動軌跡也是很緩慢的，因為遠離銀心，觀測也很方便，因此可以作為定位的標準。

還有變星，由於其穩定的變光週期，可以很容易分辨出個體。變星可以作為銀河系中的宇航座標，甚至在河外星系也可以作為座標和距離的參考標準。

人類如果進入宇宙，可以作為定位或導航的標誌天體有很多，不用過多的擔心。