大而空的太空中，航天器如何準(zhǔn)確找到目的地？太空導(dǎo)航有三招

想要從一個(gè)地方去往另一個(gè)地方，這在今時(shí)今日是一件非常容易的事情，只需要打開導(dǎo)航，不管距離多遠(yuǎn)、路程多繞，你都能夠準(zhǔn)確到達(dá)。

而在手機(jī)導(dǎo)航出現(xiàn)之前，要準(zhǔn)確到達(dá)一個(gè)陌生的地方，可是一件頗具難度的事情，即便是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的老司機(jī)，在一個(gè)陌生的城市也需要找人問路，即便如此，還是難免會(huì)走上一些彎路。在地球上尚且如此，若是到了太空中又會(huì)如何呢？在地球上，即便沒有導(dǎo)航，但只要我們的方向感好，又勤于發(fā)問，終歸還是能夠找到正確的道路，畢竟地球上的每一條道路都有著明顯的特征，更何況還有路牌的指引，可太空之中卻是什么也沒有。太空中不是有著大量的天體嗎？如果你這么想，那你可能是被漫天的繁星給誤導(dǎo)了，事實(shí)上宇宙是極為空曠的。

與地球最近的兩顆行星，金星和火星與地球的距離分別為4000萬公里和5500萬公里以上，而太陽與地球的最近距離也有14710萬公里，如果我們拿一個(gè)玻璃彈球表示太陽，那么太陽系最外側(cè)行星海王星就要擺在30米以外的地方了。

所以對(duì)于一個(gè)航行在宇宙中的航天器而言，周圍是漆黑的，環(huán)境近乎于不變，只有遠(yuǎn)處能夠依稀可見點(diǎn)點(diǎn)星光，在這樣的環(huán)境下，如果沒有導(dǎo)航，誰也無法準(zhǔn)確找到自己的目的地，就更不用說設(shè)法到達(dá)了。那么在宇宙中，航天器是依靠什么來進(jìn)行導(dǎo)航的呢？在回答這個(gè)問題之前，我們首先要弄清什么是導(dǎo)航。所謂導(dǎo)航就是要設(shè)法獲取兩個(gè)已知條件，然后再將這兩個(gè)已知條件串聯(lián)起來，這兩個(gè)已知條件分別是自己所處的位置以及目的地所在的位置，然后通過路徑規(guī)劃將這兩個(gè)條件串聯(lián)起來。

其實(shí)宇宙的航行的環(huán)境與大海是極其相似的，現(xiàn)在在大海中航行可以借助于導(dǎo)航衛(wèi)星來準(zhǔn)確辨識(shí)自己的方位，但航海并不是從導(dǎo)航衛(wèi)星出現(xiàn)之后才開始的，早在現(xiàn)代科學(xué)誕生之前，人類就已經(jīng)邁入了大航海時(shí)代。

在廣袤無邊的大海中，除了水還是水，航海家們?nèi)绾伪孀R(shí)方向呢？他們依靠的是一個(gè)神奇的工具，六分儀。六分儀是一種用來測(cè)量?jī)蓚€(gè)遠(yuǎn)處目標(biāo)夾角的光學(xué)儀器，通過測(cè)量一個(gè)已知的恒星（比如太陽或北極星）與海平面的夾角，就可以迅速得知一艘船所處的緯度，然后通過計(jì)算便可以得知所處的經(jīng)度，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航的目的。六分儀既然可以用于航海，自然也可以用于星際導(dǎo)航，時(shí)至今日，六分儀也是載人航天活動(dòng)必備的工具之一。

六分儀雖然古老，但卻有著無可替代的優(yōu)勢(shì)，當(dāng)飛船的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)誤差的時(shí)候，宇航員可以通過六分儀來進(jìn)行調(diào)整。

在人類的航天史上，六分儀還曾經(jīng)展現(xiàn)過力挽狂瀾的作用，當(dāng)時(shí)阿波羅13號(hào)的氧氣管發(fā)生了爆炸，在斷電之后，電腦設(shè)備無法正常工作，于是三名宇航員使用六分儀作為唯一的導(dǎo)航工具回到了地球。

六分儀雖好，但畢竟需要人工操作，那么在沒有宇航員的情況下，航天器依靠什么來導(dǎo)航呢？這就要說到第二個(gè)方法了，就是依靠地面深空站所組成的深空探測(cè)網(wǎng)來幫助航天器定位并實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。簡(jiǎn)單來講，這些深空站可以接收來自航天器的信號(hào)，而接收到的信號(hào)會(huì)出現(xiàn)頻率偏移以及時(shí)間間隔，根據(jù)這些數(shù)據(jù)，就可以準(zhǔn)確確定航天器的位置。不過這只能對(duì)在太陽系內(nèi)航行的航天器提供導(dǎo)航服務(wù)，如果未來要進(jìn)行遠(yuǎn)距離星際航行，就要用到第三個(gè)導(dǎo)航方法了。

質(zhì)量在太陽質(zhì)量8到30倍的恒星在主序星階段結(jié)束之后會(huì)通過超新星爆發(fā)而坍縮為一顆密度極高的中子星，而隨著中子星轉(zhuǎn)速的增加，它的兩個(gè)磁極會(huì)發(fā)射出電磁脈沖，而這樣的中子星，我們就稱其為脈沖星，而脈沖星就是太空中天然的導(dǎo)航天體。

我們知道，在地球上只要接收到3個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)，就可以通過三角定位法確定自己的準(zhǔn)確位置，在宇宙中也是一樣。脈沖星會(huì)發(fā)射出穩(wěn)定的電磁脈沖信號(hào)，只要接收到三顆已知脈沖星的信號(hào)，就可以確定我們?cè)谟钪嬷械臏?zhǔn)確位置，從而實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航。不過要利用脈沖星進(jìn)行導(dǎo)航，必須要建立完整的脈沖星導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫，這是一個(gè)浩大的工程，并非一朝一夕可以完成，不過中國在2016年已經(jīng)發(fā)射了首顆脈沖星導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星，這是人類對(duì)于脈沖星導(dǎo)航的首次嘗試應(yīng)用。

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