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长征十一号今晨成功发射脉冲星试验卫星

[日期:2016-11-10] 来源:腾讯科技  作者: [字体: ]

新华社甘肃酒泉11月10日电(李国利、邓孟)10日7时42分,我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭,成功发射了脉冲星试验卫星。

 

脉冲星试验卫星属太阳同步轨道卫星。卫星入轨并完成在轨测试后,将开展在轨技术试验,验证星载脉冲星探测器性能指标和空间环境适应性,积累在轨实测脉冲星数据,为脉冲星探测及技术体制验证奠定技术基础。这次任务同时还搭载了4颗微纳卫星,开展其他科学技术试验。

这次发射的脉冲星试验卫星和配套运载火箭,由中国航天科技集团公司所属的中国空间技术研究院和中国运载火箭技术研究院分别研制。

长征十一号今晨成功发射脉冲星试验卫星

图片由中国航天科技集团五院提供

这是长征系列运载火箭的第239次飞行。

脉冲星是什么?

我国11月择机发射全球首颗脉冲星导航试验卫星

1967年,乔瑟琳•贝尔博士在行星际闪烁观测研究中,偶然发现一个时隐时现的射电脉冲源,其周期非常稳定,每隔1.3373秒记录一次脉冲信号,取名为脉冲星。

脉冲星属于高速自转的中子星,它的典型半径仅有10公里,质量却能与整颗太阳的质量相当,是除黑洞外密度最大的天体。每立方厘米的脉冲星质量达到10亿吨,相当于全体人类的质量。

我国11月择机发射全球首颗脉冲星导航试验卫星

脉冲星在射电、红外、可见光、紫外、X射线和γ射线等电磁波频段产生信号辐射(图为蟹状星云脉冲星在各个波段上的辐射)。

我国11月择机发射全球首颗脉冲星导航试验卫星

脉冲星具有极其稳定的周期,其稳定度比目前最稳定的氢原子钟还要高1万倍以上(目前国际时间基准是原子时系统),被誉为自然界最精准的天文时钟。目前,已发现和编目的脉冲星达到2000多颗,其中约有160多颗脉冲星具有良好的X射线周期辐射特性,可以作为导航候选星。

为什么用脉冲星的X射线导航?不用射电波导航?

我国11月择机发射全球首颗脉冲星导航试验卫星

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。相反,射电波需要巨大的接收天线等设施,在空间飞行器上无法搭载。上图为X射线双星系统示意图。

脉冲星导航最基本原理

我国11月择机发射全球首颗脉冲星导航试验卫星

X射线脉冲星作为宇宙中的“灯塔”,依靠自身发出的极为稳定的X射线脉冲信号,为近地轨道、深空探测和星际飞行航天器提供高精度的位置、速度、时间和姿态等丰富的自主导航信息服务,从而实现航天器长时间高精度自主导航与精密控制,具有广阔的工程应用前景。

脉冲星导航试验卫星搭载了两种探测器

我国11月择机发射全球首颗脉冲星导航试验卫星

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。这两种X射线脉冲星探测技术均是我国首次在轨使用。两种探测器在性能上各有所长,均可以独立完成探测任务。微通道板探测器的有效探测面积大,所需的脉冲星观测时间短;掠入射聚焦型探测器的探测效率高,设备规模小。

选用两种不同体制的脉冲星探测器开展在轨试验,就是为了解决、验证X射线脉冲星在轨“看得见”的问题。一方面通过多种探测技术对X射线脉冲星的在轨观测获取第一手的科学数据,进一步开展相关科学试验研究;另一方面,也为未来脉冲星探测器的技术发展方向提供实际数据支撑,为脉冲星导航技术的工程化奠定基础。

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