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实事求是地说,它只是一颗X射线脉冲星计时观测实验卫星

关于XPNAV-1,我需要进一步说明,它和脉冲星导航实验没有关系。

脉冲星导航是美国人在本世纪初提出的概念,他们形象地说,这可以构成“行星际甚至星际的GPS”。这个概念的含义我在上次接受采访时已经说明,那就是,脉冲星导航适用并仅适用于遥远的外太空航天器的导航,而不是近地空间航天器。

对于这样的外太空航天器,要能以脉冲星时空参考架为基准实现自主导航,其主要技术环节包括:

1.研制成功有足够检测能力的X射线脉冲星计时系统。这其中就包括有足够检测能力的X射线接收器、接收信号的折叠以获得足够信噪比轮廓的硬件,以及相应的软件系统。

2.对候选的导航用脉冲星,通过大量观测建立标准轮廓、脉冲模型参数、天体测量参数等,以备航天器导航使用。

3.研究制定导航体制,例如,确定用多个X射线接收器方案还是单接收器方案,在此前提下如何实现导航,并建立相应的导航仪。

这中间有许多技术难点,比如在外太空航天过程中,如何解决脉冲星到达信号的整周模糊度问题。所谓整周模糊度问题,就是从系统启动时刻起,我们每次观测得到的是第几个脉冲?对于1毫秒周期的脉冲星信号,整周数差1周就对应了300km的位置差。这问题的解决是极其复杂而困难的。

另外,外太空航天器上的时钟因为受到相对论效应的影响,再加上时钟本身的误差,造成时钟读数和脉冲星信号代表的时刻之间会形成复杂的关系,而计时观测又要依赖于该时钟,如何解决这个问题也是非常棘手的。这些难题都没有现成的答案。

即使上述问题都解决了,也只有在深空航天器上才能进行脉冲星导航实验。这样的实验航天器可以不携带其他科学探测仪器,只装备X射线接收系统,时钟,导航仪等,此外还需要星敏系统。该飞行器应该在遥远深空运行,就是需要在加速度远小于近地飞行器情况下,才能进行脉冲星导航的实验。

反观XPNAV-1,它进行的只是X射线接收机的观测实验,而且是最初的小型设备的实验,实验观察针对的也只是全天中信号最强的蟹状星云X射线脉冲星,不仅离导航实验还差十万八千里,即使只是针对X射线脉冲星的计时观测而言,也比国际上的进展落后了许多年。将其称作脉冲星导航实验卫星,并号称世界首颗,牛皮吹得太大胆了点。多么大胆?举个例子:1970年我国成功发射第一颗人造地球卫星,那么如果我们只是因为这颗卫星能够为火星探测打下最初的基础,就把它宣称为是火星探测实验卫星,并号称是世界首颗,能这么吹吗?

实事求是地说法应该是,“X射线脉冲星计时观测实验卫星”。哗众取宠要不得,忽悠欺骗更加可耻。

帅平在撰文中证明10米精度可以达到,其证据根本是不成立的。他列举的那些前提,对于数千秒的积分才能获得一个观测值情况下是不可能达到的。他说动力学定轨只用一个探测器观测一个脉冲星就能实现,这完全是误解。这种方法是有前提的,而深空航天器导航不适用这种前提。航天器通过观测一颗脉冲星自主导航,和在地面上通过一个观测站的观测给航天器作地面导航,在原理上是等价的。事实上,单站观测给人造卫星定轨这事情是有的,但有条件,有限制,而且精度不高。如果他说的方法处处可行,美国也不需要在全球范围建立深空网了,我们国家也不需要建立深空网了。我并不反对他去放卫星做X射线脉冲星计时实验,他若能获得脉冲轮廓就是很好的起步(实现这一点并不容易,他不一定就能达到)。为什么非要吹成脉冲星导航实验,而且是世界首颗?实事求是一点,也给自己留条后路,有什么不好呢?(编辑:明天)

The End

发布于2016-11-02, 本文版权属于果壳网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系果壳

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赵铭

中国科学院上海天文台研究员

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