脉冲星：人类进行星际旅行的天然“GPS”

脉冲星——这种恒星残骸一定程度上能在太阳系精确导航，范围甚至还可能远远超出太阳系之外。

美国宇航局的“新视野号”探测器花了9年半的时间到达了冥王星。当它呼啸而过，飞到了太阳系中最远的地方时，却只有3周时间观察这颗矮行星。传回的图像简直惊人，它揭露了一个复杂的世界：漂浮的巨大冰山、平坦的平原和淡红色斑块，让人联想到火星。

但事实上，我们无法精确地绘制飞船进入冥王星轨道的过程，因为我们缺乏精确的导航系统。然而，今年美国宇航局将展示一种新形式的天体导航，精度远远优于10年前。这个系统不是依靠地球的时钟（我们现在使用的），而是依赖于宇宙中最可靠的钟表——快速旋转的恒星残骸，即脉冲星。

 

 

宇宙中的脉冲星

 

为何追求新型导航？

目前，在近地球轨道的宇宙飞船，包括国际空间站，都使用我们熟悉的全球定位系统（GPS），告诉我们它们在哪里。

GPS是一种在距离地面2万千米的高度上环绕地球的卫星网络。能同时接收3颗及3颗以上卫星的信号，GPS接收器根据接收到的信号就可以计算出每一个信号的距离是多远，我们就能推算出测量地点的三维坐标。不过，如果离地球太远的话，用GPS进行定位就有些困难了。比如，如果我们发射一艘宇宙飞船，飞向月球背面，那么就没办法使用全球定位系统了，因为月球背面的卫星离地球太远，发出的信号无法传播那么远的距离。

 

 

宇宙中的脉冲星

 

目前，美国宇航局使用的飞船跟踪系统是深空网络——位于美国加利福尼亚、西班牙和澳大利亚的巨大的射电天线系统。这些跟踪站能发送无线电信号到一个飞船探测器上，然后测量它需要多长时间才能反射回来。当两个跟踪站“看到”宇宙飞船时，你就可以确定它在天空中的角位置。迄今为止，深空网络已经帮助天文学家引导探测器接近了地球所有的行星邻居。