这个导航系统不一般，未来或可实现星际太空旅行，你期待吗？

简介：天空旅行中新的导航定位方式

现在是2021年，我们终于不用那么担心我们的宇宙飞船会在星际空间中迷失了。

天文学家拜勒-琼斯利用远近恒星的位置和移动光，证明了对远远超越太阳系的宇宙飞船进行自主飞行导航的可行性。

星际太空导航似乎不是一个直接的问题。然而，在过去的十年里，人造仪器已经进入了星际空间，因为第一个旅行者1号（2012年）和旅行者2号（2018年）越过了太阳系的边界。

新视野号加入他们只是时间问题，未来将会有更多的调查。随着这些航天器离它们的母地球越来越远，与地球的通信时间越来越长。

“新视野号”目前距离地球近14光小时，这意味着发送信号和接收响应需要28小时；这不是一个不可能的跟踪和导航系统，而是一个笨拙的系统。

然而，在越来越大的距离下，这将不再可靠。

贝勒-琼斯在他的论文中写道：“当前往最近的恒星时，信号将过于微弱，光的旅行时间将需要数年。”该论文的预印本目前可以在服务器arXiv上获得，在那里等待天文学界的同行评审。

“因此，星际飞船必须自主导航，并利用这些信息来决定何时进行航向修正或打开仪器。”这样的航天器需要能够通过机上测量来确定它的位置和速度。”

在德国马克斯·普朗克天文研究所工作的拜勒-琼斯并不是第一个想到这一点的人。美国宇航局一直致力于脉冲星的导航，利用死恒星的常规脉动作为银河系GPS的基础。这种方法听起来很棒，但由于星际介质的信号失真，它可能会在更远的距离上产生误差。

有了恒星的目录，拜勒-琼斯能够证明，根据这些恒星位置的变化方式，可以高精度地计算出六维空间的坐标，即三维空间和三维空间的速度坐标。

他写道：“当航天器离开太阳时，由于视差、像差和多普勒效应，观测到的恒星的位置和速度将相对于地球目录中的位置和速度发生变化。”

“通过测量成对恒星之间的角距离，并将其与目录进行比较，我们可以通过一个迭代的前向建模过程来推断出航天器的坐标。”

视差和像差都是指由于地球的运动而导致的恒星位置的明显变化。多普勒效应是根据恒星的光波长的变化，看它是否接近或远离观察者。

因为所有这些影响都涉及到两个天体的相对位置，在不同位置的第三个天体（航天器）将看到不同的恒星排列。

实际上很难确定到恒星的距离，但我们已经好多了。盖亚卫星正在进行一项正在进行的任务，以绘制银河系的三维地图，并为我们提供了迄今为止最准确的星系地图。

拜勒-琼斯用模拟的恒星目录测试了他的系统，然后用1997年希帕尔科斯目录编制的附近的恒星。

虽然这不像盖亚那么准确，但这并不特别重要——目的是测试导航系统是否可以工作。

只要只有20颗恒星，该系统就可以确定航天器的位置和速度，在3个天文单位和每秒2公里的范围内（每秒1.24英里）。这种精度可以提高到恒星数量的平方根的倒数；有100颗恒星，精度降低到1.3个天文单位和0.7公里每秒。

有一些问题需要解决。该系统没有考虑到恒星双星，也没有考虑到仪器。其目的是为了表明它是可以实现的，作为实现它的第一步。

它甚至有可能与脉冲星导航一起使用，这样这两个系统就可以相互减少彼此的缺陷。然后天空，从字面上来说，是极限。

这篇论文可在arXiv上找到。

相关知识

行星际航行或行星际旅行指在行星系内的行星之间旅行[1]。实务上，此类的太空航行局限于太阳系内的行星之间。载人飞行的行星际航行必须维持生命保障系统，成本非常高昂；而重量较轻的太空探测器则是太阳系内行星际航行的主力。

在太阳系中，由于飞往内行星的飞行器的轨道方向是朝向太阳的，所以其可以获得加速度；而飞往外行星的飞行器由于是背向太阳飞行的，故其速度会逐渐降低。

BY: wionews

FY: Dendi

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