“深圳造”卫星升空探寻“宇宙灯塔”

听深圳航天东方红海特卫星有限公司研制团队解读脉冲星实验卫星

你有没有梦想过穿越那广袤的宇宙，进行一次星际旅行？也许，在不久的将来，这将成为现实。脉冲星——自然界中最稳定的天文时钟，将成为未来人类探索宇宙的灯塔。

11月10日上午成功发射升空的我国首颗脉冲星实验卫星，开启了“宇宙灯塔”探寻之路。这颗“深圳造”的卫星“牛”在哪里？它们成功发射意味着什么？卫星成功发射后，深圳航天东方红海特卫星有限公司研制团队相关专家接受记者采访，解读脉冲星实验卫星。

自然界中最稳定的天文时钟

人类在宇宙中航行的“灯塔”

据团队专家介绍，与人的一生一样，恒星也会经历出生、成长、死亡的过程。在核能耗尽以后，死亡的恒星遗骸可以分为三类：白矮星、黑洞和中子星。

脉冲星其实是中子星的一种，它的密度极大，每立方厘米的脉冲星质量高达10亿吨。同时它又在高速旋转，每秒可自转上千次。按照“陀螺原理”，极大的质量和极高的转速，保证了脉冲星具备极其稳定的周期性，稳定度比当今世界最稳定的氢原子钟还要高一万倍，被誉为“自然界中最稳定的天文时钟”。

脉冲星的两个磁极各有一个辐射波束。当星体自转时，磁极波束像“灯塔”一样，扫过安装在地面或航天器的探测设备。设备接收到脉冲信号，再根据现代卫星导航的时间测距理论，就可以提供时间、速度、位置等信息，实现航天器长时间高精度自主导航。

当前，人类发射的众多航天器位置信息主要来源于地面测控系统，这需要花费巨额的维护成本，当飞行器越飞越远，地球上的雷达网络则难以企及。

就如同在浩瀚的大海中，“灯塔”给船只航行提供方向一样，在更为浩瀚的深空，人们期望脉冲星可以成为宇宙飞船的“灯塔”，指引着它穿越星辰。

有160颗脉冲星可作为导航候选星

为卫星及星际飞行器导航 

 脉冲星在射电、红外、可见光、紫外、X射线或伽马（γ）射线等电磁波段发射信号。此次试验选择了X射线脉冲星来探索组建导航系统。据介绍，这是因为X射线属于高能光子，集中了脉冲星绝大部分能量，易于小型化设备探测与处理。

X射线难以穿过地球稠密大气层，所以X射线脉冲星导航系统无法直接对地面进行导航，是对近地轨道卫星、深空探测及星际飞行器进行导航。

截至目前，已发现和编目的脉冲星数量已达到2000多颗，其中约160多颗具有良好X射线周期辐射特性，可作为导航候选星。

“脉冲星导航与卫星导航定位原理极为相似，用其观测距离是利脉冲星发射的同一个X射线脉冲信号到达太阳系质心和航天器的时间差来测定的。” 中国空间技术研究院专家表示，数据分析结果表明，脉冲星导航的最终精度能够达到10米水平。

“小个子”卫星也有“大智慧”：

搭载“千里眼”以“看见”脉冲星

昨天（11月9日）发射的全国首颗脉冲星试验卫星，是一颗“深圳制造”的小微卫星，仅240多公斤重。但是，这个“小个子”却有“大智慧”，它搭载两种类型的探测器：一种是准直型微通道板探测器，一种是掠入射聚焦型探测器。这两个探测均是首次使用，可以称为“宇宙千里眼”，可以观测到数万光年外的脉冲星，探测并记录X射线光子的能量，研究每颗脉冲星的内部结构与成分组成 。

卫星升空后，不仅要实测两种不同类型的探测器性能，解决中国研制的探测器“看得见”脉冲星的问题，还要通过在轨观测数万光年外的脉冲星，记录X射线光子信息，获得辐射特性、时变特性及周期变化，为未来导航筑牢基础。

不仅如此，这颗卫星还将探测全天区的软X射线暂现源，探测空间太阳风爆发、地球电离层等，提供更多宇宙“天气”预报，让我们对宇宙了解更多。

此次“深圳造”卫星升空探寻“宇宙灯塔”若取得成功，将开启星际导航的新篇章。“我们未来的航天器，可以利用脉冲星的信号进行自主的定位定轨，摆脱对地面的依赖，实现完全无后援的深空探测。” 脉冲星试验卫星总指挥兼总设计师薛力军说。

他承认，作为一项航天前沿科技，脉冲星导航还需要克服很多难题。但是，这支年轻的科研团队充满了信心。

从研制到出厂仅用10个月

卫星绝大部分部件来自深圳企业

值得关注的是，这颗高精尖的卫星从开始研制到整星出厂，公用时10个月，可以说是我国研制速度最快的一个微小卫星项目之一。

“研制周期的快，得益于工业化现货产品的运用。” 深圳航天东方红海特卫星有限公司总经理冯永表示，大量使用工业化现货产品是这颗卫星研制的亮点之一。卫星的绝大部件来自深圳企业，包括计算机、通信类和能源类的核心部件。

他表示，打破原有航天产品需定制的模式，通过严格的筛选程序，使得大量工业级产品能够应用于航天，能有效缩短微小卫星研制周期和成本，也为我国微小卫星市场化进程提供有力技术支持。

在冯永看来，能够筛选大量工业级产品应用于航天，得益于深圳高新技术企业的蓬勃发展和航天产业链条的逐步形成。而参与“航天制造”，也推动了深圳企业品牌和产品质量的双提升，形成共赢。          （11月10日读特酒泉电）

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从“跟跑”迈向“并跑、领跑”

利用5至10年持续探测26颗脉冲星

脉冲星是在1967年首次被发现的。美国2004年率先提出脉冲星导航计划。英国、德国、日本、澳大利亚等多个国家均已开展脉冲星导航技术研究。

中国航天人敏锐地意识到，脉冲星导航是航天 “跨代”发展的颠覆性技术。中国空间技术研究院历经十年，系统完成了理论体系的设计和核心关键技术的攻关。这颗卫星的成功升空，也正是中国航天事业从“跟跑”向“并跑、领跑”迈进的有力见证。

尽管作为一项航天前沿科技，脉冲星导航技术还需要克服很多难题。但是中国空间技术研究院对未来充满信心。他们表示，将通过5到10年的努力，探测26颗脉冲星，建立脉冲星导航数据库。

编辑 多多