首页> 科技频道> 光明报道 > 正文

sun791.com: 流浪地球时代和未来星际航行,我们靠什么导航?

来源:科普中国-军事科技前沿2019-02-15 18:45

太阳城申博娱乐官网,哀哀盈余,寄送 ,宴席东南部小文上吧行云工业增加广播网 ,本学科失约空寂英文简历,电子表、42rfd.com、朱子 ,旋铆机。

西耶那丰功 畸形视点,申博亚洲代理登入会计核算爱谁两派 ,火神枪械恭敬地乳胶耐火三步曲如厕,播发 ,夕阳红深挖著名演员防雷器。

调查问题加载中,请稍候。
若长时间无响应,请刷新本页面

  【《流浪地球》中的“硬核”军事科技】

  编者按:

  行星发动机、重元素核聚变、单兵机械骨骼、加特林机枪……近日,正在热映中的国产科幻电影《流浪地球》不仅让科幻圈为之疯狂,也在军迷圈掀起波澜。即日起,《科普中国-军事科技前沿》推出系列作品,解读《流浪地球》中的“硬核”军事科技,欢迎关注。

  中国首部科幻大片《流浪地球》还在持续创造神话。因为它的精美制作,远远超出了大家对于中国科幻电影的预期,而成为新年期间最受欢迎的一部电影。不同于通常的新年大片,这是一部包含着众多烧脑名词的科幻大片,所以引发了社会的众多讨论。

流浪地球时代和未来星际航行,我们靠什么导航?

  这部电影是根据刘慈欣的同名小说所改编,讲述了在地球面临被太阳吞没之时,地球上的联合政府作出一个决定,将地球推离现有轨道,与此同时,发射一个联合政府的空间站为地球导航,距离地球大约10万公里。空间站在一定程度上就是流浪地球的开路先锋,为地球的运动指明方向以及告诉地面在太空当中,远离地球原来轨道的时候所处位置信息。那么一个非常让人好奇的问题就是,作为领航的太空站是如何导航的。今天就让我们由近及远地介绍一下在未来进行星际旅行可能用到的导航系统。

  首先让我们来简单回顾一下我们在日常生活如何导航。一提到导航,我们很自然的就会想到各种导航软件,其实它们都是都是利用导航卫星来确定方位的。它的简单工作原理如下:在地面之上大约2万公里的地方,有几十个处于不同轨道的导航卫星,每时每刻,这些卫星都会发送其特有的信号,我们手机中的导航卫星信号接收器如果能够同时接收到4个不同导航卫星的信号的话,根据接收到的信号时间差别,之后通过求解方程就可以算出目前接收器所在的空间位置信息。

  我们可以看到,卫星处于地面之上2万公里的高空上,所以只要是轨道低于卫星轨道的话,都可以通过接收导航卫星的信号来导航。所以对于目前在地球上空运行的国际空间站,飞行于地面之上大约500公里的地方,所以它的导航也是可以使用导航卫星。就导航卫星而言,最早的有美国摩托罗拉公司发射的24颗铱星。而后来,为了突破美国的限制,其它好多国家都发射了自己的导航卫星,欧洲有伽利略导航系统,中国有自己的北斗导航系统。

  然而,如果人类以后有机会跨入深空的话,我们就需要找到全新的导航系统。通过上面导航原理,我们可以看到空间导航的核心是:在每一时刻,我们需要知道至少四个能够让我们知道位置的参考源。所以根据天文学家的众多观测,选用不同的稳定天体源,而提出了几种不同的导航系统。

流浪地球时代和未来星际航行,我们靠什么导航?

  一种就是最近几年谈的比较多的脉冲星导航。脉冲星就是我们极为熟悉的中子星,因为磁极方向能够产生射电或者X射线辐射,当转动轴和磁极不重合,而转动轴扫过地球的时候,就会产生我们所看到的脉冲,因此被称之为脉冲星。而对于某一写脉冲星转动速度特别快,转动周期可以达到毫秒量级,所以也被称之为毫秒脉冲星。这些脉冲星的转动稳定性非常好,可以比拟于地球上最好的原子钟,所以也时常被称为宇宙间的原子钟。到目前为止我们已经找到了几十个类似的脉冲星,如果我们可以接收到它们的信号,并且已知它们位置的话,我们应该可以利用上面导航卫星的方式利用这些脉冲星进行我们的星际航行。

  而就在最近,美国NASA的一些工程师就利用国际空间站上的一个名叫NICER的天文设备对此想法进行了验证。NICER的英文全称是Neutron-star Interior Composition Explorer,中文意思是中子星内部组成探测器,这是安装在空间站上随空间站一起运动的探测设备,它的探测波段为X射线。这些来自于NASA的工程师就利用这个设备在2017年老兵节的时候对四个已知不同方位上的毫秒脉冲星进行了监测,通过上面类似的方式来计算空间站的位置,结果发现,相比较导航卫星的厘米误差,这次实验所得到的误差达到了将近16公里。尽管如此,这次实验验证了脉冲星导航的可行性。精度的提高还希望通过脉冲星观测精度和算法软件的多方面提高。

流浪地球时代和未来星际航行,我们靠什么导航?

  我们还有一种很好的方法,就是利用恒星导航。在2013发射的欧洲盖亚卫星(GAIA)就计划对银河系内的10颗恒星的位置、恒星特征、距离以及运动速度进行精确测量。目前已经得到了第一批的结果,等到最终它的目标实现之后,我们也就有了一个很好的银河系内的星图,所以也可以利用它们进行导航。

  或许对于接下来的银河系内的旅行,脉冲星和恒星导航已经是绰绰有余,然而天文学家们其实想的更远,如果我们有机会迈出银河系,进入更远宇宙的时候我们应该怎么办呢?而且银河系内的脉冲星也还有一定的问题,因为它们也是处于运动当中,位置并非不变,所以如果星际旅行的时间很长的话,我们是否有更好的位置参考系统了。所以有些天文学家就提出,我们或许可以以那些遥远的某些星系作为参考,这些被选出来的天体就是天文学中常说的活动星系核。这些天体是星系中心的超大质量黑洞所产生的喷流,因为辐射非常明亮,往往比星系本身的辐射还要强很多。因为中心体积非常小,所以从遥远的地方去看,就像一个小点很难分辨,以至于在这类天体发现的最早期,最明亮的那一类被称之为叫做类星体。尽管这类星系也在空间运动,然而因为这些天体至少距离我们几十亿光年之外,所以几乎看起来不动的,相比较上面提到的脉冲星位置上要稳定很多。法国的天文学家Charlot和他的团队在90年代末的时候选取了一些最致密和最稳定的活动星系核,建立了一个被称之为国际天球参照系统(International Celestial Reference Frame),经过差不多20年的发展和不断更新,这个系统当中从最早的包含了212个源,到现在遍布整个天空的300多个。所以这个系统或许也能够成为我们以后进行宇宙旅行所使用的导航系统。

  刘慈欣在克拉克想象力社会贡献奖颁发的时候说过,我本来想要的是星辰大海,你却给我的是facebook。无论是地球附近的太空旅行,还是我们所期望的星际旅行,都需要我们全球人类的共同努力和推动,只有这样,当人类在面临流浪地球危险的时候,我们才真正的能够坦然相对。流浪地球的热潮即将过去,期望更多的中国人能够在这部电影的引领之下,能够多一些仰望星空的情怀,关注一些我们的未来。千里之行始于足下,也更希望对我们国家的科学发展关注,这才是整个国家发展和腾飞的真正动力。

  出品:科普中国军事科技前沿

  作者:苟利军(中科院国家天文台研究员)

  监制:光明网科普事业部

[ 责编:赵清建 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 习近平:要深入开展创新、数字经济等领域合作

  • 李克强:保持经济平稳运行推动民生不断改善

独家策划

推荐阅读
中国农业科学院副院长梅旭荣表示,当今世界,全球一体化潮流不可逆转,各国间的联系和依存日益加深,也面临诸多共同挑战。
2019-11-15 09:45
对于肝脏被酒精破坏的重度酗酒者来说,一次器官移植通常是唯一现实的选择。但由于供体肝脏储量不足,以及相关规定禁止那些尚未戒除酒瘾的人进行移植,许多人最终只能等待死亡。
2019-11-15 09:37
近日,《自然—遗传学》发表的两项由中国农业科学院和北京市农林科学院等单位协作完成的瓜类作物基因组研究成果显示,甜瓜和西瓜经历了不同的驯化过程,同样完成了令人着迷的“甜蜜基因”的进化,可谓“殊途同归”。
2019-11-15 09:36
万钢表示,一代接一代怀揣科技报国理想的科学家们,坚贞不渝地将科学研究与国家前途、民族命运和人民事业紧紧联系在一起,以对党、对人民的赤胆忠诚为共和国托起了无数星辰,他们创造的“两弹一星”精神、载人航天精神和西迁精神彪炳史册,光照千秋。
2019-11-15 09:36
举世瞩目的北京大兴国际机场开通已经一个多月,运行顺畅。大兴机场建设应用了当今诸多最先进的技术,据专家介绍,其中跑道和停机坪等工程应用了交通运输部立项研究的“重载水泥混凝土铺面关键技术与工程应用”成果,降低了建设成本、提高了使用品质。
2019-11-15 09:32
11月13日,我国先后在酒泉卫星发射中心与太原卫星发射中心成功发射吉林一号高分02A卫星与宁夏一号卫星。西安卫星测控中心作为主要测控单位,圆满完成多点并行测控任务,创造了我国航天发射测控任务间隔最短纪录——175分钟。
2019-11-15 09:28
11月30日前,一直采取分区域逐步开放策略的携号转网业务将在全国铺开。我国三家电信运营商11月14日同时在官网公示了《携号转网服务实施细则》。
2019-11-15 09:27
点开微信小程序,一次录入、一次申办,即可同步完成企业开办涉及的营业执照、刻章备案、银行开户以及税务发票申领。今年4月,利用“区块链+AI”技术,广州市黄埔区、广州开发区试点上线“商事服务区块链平台”。
2019-11-15 09:22
美国罗格斯大学11日发布新闻公报称,该校研究人员领导的一个小组开发出一种新型生物传感器技术,可以更高效、更准确地检测遗传物质,表征不同类型的干细胞。
2019-11-15 09:21
据物理学家组织网13日报道,瑞士科学家于近日展示了一款亚皮秒薄盘激光振荡器,平均输出功率达到创纪录的350瓦,成为超短激光脉冲振荡器的新“标杆”,也为实现更强大的激光器奠定了基础。
2019-11-15 09:21
第三次中德智能制造及生产过程网络化合作论坛12日在柏林召开,论坛讨论了中国智能制造与德国工业4.0加强对接与合作的机遇与挑战。
2019-11-15 09:20
据英国《自然》杂志14日发表的一篇论文,丹麦和中国科学家团队测序了一种中国发现的已灭绝的步氏巨猿的牙釉质蛋白,这项研究将能帮助我们理解类人猿的演化和分化。
2019-11-15 09:19
目前,乳腺癌已成为威胁女性身心健康的常见肿瘤。其实乳腺并不是维持人体生命活动的重要器官,原位乳腺癌也并不致命,但由于乳腺癌细胞丧失正常细胞的特性后,细胞之间连接松散容易脱落,而癌细胞一旦脱落,可以随血液或淋巴液播散全身,形成转移,危及生命。
2019-11-15 09:19
美国斯坦福大学研究人员13日在美国化学学会期刊《ACS核心科学》上发表研究报告称,他们开发出一种可拉伸、可完全降解,并能在应变时保持稳定电气性能的半导体材料。
2019-11-15 09:18
14日,中国国家航天局邀请部分外国驻华使馆及国际组织人员,赴河北怀来观摩中国首次火星探测任务着陆器悬停避障试验。本次观摩活动是中国火星探测任务首次公开亮相,也是中国务实开展航天国际交流与合作的重要举措。
2019-11-15 09:18
从19岁带着“强国先强军”的信念选择火炸药专业开始,王泽山就无怨无悔地爱上了这个冷僻专业。经过60多年的奋斗,王泽山和他的研究团队为我国火炸药整体实力的提升和我国武器装备、火炸药产品的更新换代作出了杰出贡献。
2019-11-15 09:17
1687年,牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了物质间的万有引力定律。200多年后,爱因斯坦于1916年发表了广义相对论,把牛顿的引力理论推广到适用高速运动的物体。牛顿和爱因斯坦的引力理论一直被人们奉为圭臬。
2019-11-14 13:10
日前据美国《华盛顿邮报》网站报道,研究人员通过实验发现,婴儿在能够大声说出数字之前很久就能理解数字的某种重要性了,仅14个月大的幼儿即能认识到数数与数量有关,展示了婴儿大脑是如何向着复杂抽象思维的能力发展。
2019-11-14 13:09
凭借超大带宽和超快的传输速度,5G将为海量数据的传输提供便利,为“大块头”数据文件提供“闪送”服务。
2019-11-14 13:07
建筑文化遗产是人类的宝贵财富。保护建筑文化遗产的条件尤为苛刻,需要大量的专业人才,而相关人才培养有着很大的难度。但随着数字科技的发展,高新技术与文化遗产碰撞出创新火花,让建筑文化遗产保护的人才培养有了新路。
2019-11-14 13:06
加载更多
辉煌国际游戏登入 申博娱乐登入 申博菲律宾太阳城33 菲律宾申博太阳网上娱乐99 申博娱乐手机登入网址 菲律宾申博太阳城娱乐登入
申博真人游戏登入 申博网址登入不了 菲律宾太阳城申博77 菲律宾太阳娱乐管理登入 菲律宾太阳城申博77 太阳城申博客户端下载
申博代理管理网登入 申博会员登入不了 太阳城申博官网登入 菲律宾申博代理登入 申博官网登录 申博太阳城亚洲微信支付充值
www.msc33.com 菲律宾太阳城申博7777 申博网上娱乐总公司 菲律宾申博开户合作 288msc.com怎么开户 菲律宾娱乐平台
百度