“慧眼”卫星成功进行X射线脉冲星导航在轨实验

中科院高能物理所利用“慧眼”卫星上的X射线望远镜开展了X射线脉冲星导航实验，定位精度达到10公里之内（3倍标准偏差），进一步验证了航天器利用脉冲星自主导航的可行性，为未来在深空中的实际应用奠定了基础。相关论文近日在美国《天体物理杂志》（增刊）刊出。

现在，越来越多的空间探测器飞向太阳以及其七大行星、矮行星、小行星、彗星等太阳系内天体。由于这些航天器远离地球，美国的GPS系统、我国的北斗卫星导航系统等都已经难以为它们提供可靠的导航服务。

2017年6月15日，我国第一颗X射线天文卫星“慧眼”成功发射。科研人员利用“慧眼”开展了X射线脉冲星导航实验，进一步验证了脉冲星导航的可行性。

脉冲星是一类高速转动的中子星，距离地球十分遥远，其脉冲信号的长期时间穩定度很高，甚至优于地球上的原子钟。航天器通过观测脉冲星，可以实现自主导航。

据“慧眼”首席科学家张双南介绍，2017年8月31日至9月5日，“慧眼”对著名的蟹状星云脉冲星进行了约5天的观测，以试验对卫星自主定位。其算法是高能所研究团队提出的一种新的X射线脉冲星导航算法。他们将这种算法应用到“慧眼”上3种望远镜的观测数据。结果显示，可实现“慧眼”的自主定位，其定位精度可达到10公里，相当于定位精度3.3公里（1倍标准偏差）。

为了进一步检验该导航算法的可行性与可靠性，研究团队还进行了充分的理论分析，并选取多种类型的脉冲星进行了模拟验证，结果显示该方法对其他导航脉冲星同样适用，为该算法的实际应用奠定了基础。