脉冲星：人类进行星际旅行的天然“GPS”(3)

科学家认为，脉冲星（特别是毫秒脉冲星）可以很完美地替代GPS卫星。太阳系周围分散着成千上万的脉冲星，可以说，它们为人们提供的参考点无处不在。

利用这些恒星残骸发射的脉冲的精确规律，不只帮助我们更亲密接触冥王星等矮行星类星球，也可在不依赖于和地球联系的情况下，帮助载人飞船到达火星。从长远来看，它甚至可以帮助我们的子孙后代在星际太空中设定航行路线。

脉冲导航如何实现？

那么，天文学家们梦寐以求的导航星，究竟是如何运作的呢？

脉冲星的两个磁极各有一个辐射波束，根据星体自转情况，周期性地向航天器上的探测设备发射脉冲信号。

如果飞船上有测定系统，测量一个已知脉冲星发射的单个脉冲的到达时间，并将其与一个固定的参考位置的预计到达时间相比，你就可以计算出宇宙飞船-脉冲星的距离和宇宙飞船-固定点的距离。结合至少三颗脉冲星的测量结果，就可以计算出一个精确的三维定位。从而为那些星际旅行的航天器指引方向。可以说，脉冲星犹如太空之海永不熄灭的灯塔，是天造地设的导航标识。

 

 

宇宙中的脉冲星

 

2013年，德国马克斯普朗克地外物理研究所的沃纳·贝克尔，计算出脉冲星导航可以精确到5千米，在深太空任务中，我们或许可以降到1千米，甚至更为精准。而这一切要归功于脉冲星脉冲的惊人规律性，使距离得到精确测量。太空中的宇宙飞船会被四面八方的脉冲星围绕着，很容易就能测量脉冲。

 

 

宇宙中的脉冲星

 

现在，我们知道的脉冲星越来越多，目前发现和编目位置的脉冲星已达到2000多颗，其中包括超过200个毫秒脉冲星，也就是说“天体参考地图”正在不断增加。特别是下一代的射电天文台，如在澳大利亚和南非的“平方千米远射望远镜阵列”——上千座电波天线组成的电波阵列，可能会将导航脉冲星的数目增加到2万至3万之间。

所以，未来通过明亮的脉冲星——这些恒星残骸将改变我们探索太空的方式。而人类将最终使用导航技术，走出太阳系，走向银河系。