最近几天,几位科学家在网络上围绕一颗“脉冲星导航实验卫星”展开了一场针锋相对的论战搏杀。果壳网科学人就此事进行了一些列的跟踪报道。群众们看得热血澎湃,并纷纷回应道——“这啥?看不懂哇!”只知道科学家们在搏杀,并不知道搏杀的点在哪里?别怕,今天果壳编辑就用人话,从头梳理一下事件的过程,带你领略一下神和神吵得是啥(虽然还是插不上话)。
2016年10月初,中国航天集团五院召开了一个新闻发布会,说他们准备在11月发射一颗叫做XPNAV-1的卫星。新闻发布会上说,这颗卫星是“世界首颗”“脉冲星导航”实验卫星,发射上天之后,将会尝试“验证基于X射线脉冲星的航天器自主导航技术的可行性”;有了这颗卫星,“中国不在跟随美欧的脚步,而要成为‘第一个吃螃蟹的人’”。
最厉害的是,在新闻发布会上,项目组对脉冲星导航与大家在日常生活中会用到的GPS卫星导航进行了比较,宣称“当前,卫星导航定位精度为10米,脉冲星导航的最终经度也能够达到10米水平。”
利用脉冲星进行星际旅行的导航这么重大的科技新闻自然引来了众多媒体的大力宣传,然而发布会上这些振奋人心的消息也引来了相关领域科学家的质疑与反对的声音。10月20日开始,海外学者徐星,上海天文台研究员赵铭,中国科学院高能物理研究所研究院张双南,三位科学家针对新闻发布会上公布的内容与果壳网分享了他们的见解和观点。(X射线)脉冲星导航是个啥呢?说简单点。脉冲星是天上众多星星里的一种。
这种星星有个最大的特点,会一边高速旋转,一边发出具有方向性的光束,就有点像给航船导航的灯塔。X射线脉冲星就是一边高速旋转,一边发出X射线的脉冲星。那导航呢?
拿你可能每天都可能会用到的GPS导航举个例子,GPS系统之所以能够精确的对你进行定位和导航,是因为天上的GPS卫星会昼夜不停的从空中向地面发送带有时间和位置信息的信号,你手里带有GPS功能的设备通过接收这些信号就能确定出它当前的位置、运动方向、运动速度等等信息,实现定位和导航。所以,这个脉冲星导航,简单说,就是像利用GPS卫星那样利用宇宙中的脉冲星,给航行在宇宙中的飞行器提供导航服务。
科学家的质疑10月20日,徐星撰写了《脉冲星导航,精度10米?开启新时代?你逗我?!》一文。10月21日,我们通过对赵铭与张双南的采访,发表了《脉冲星导航实验?你可能想多了》一文(见“阅读原文”内超链接)。都详细了解、介绍了关于脉冲星导航的基础知识。在文章和采访中,三位科学家也提出了自己对脉冲星导航这项技术的理解,和对XPNAV-1卫星的质疑。
总结一下:1. 脉冲星导航根本不是给地球上和地球附近的飞行器用的。去月亮都没法用,点完“开始导航”,没等定位成功,飞船可能已经飞过头了。2. 真的利用脉冲星进行导航还是很遥远的事情,即使真的实现了,也不可能达到10米的精度。“在原则和原理上就不存在脉冲星导航精度达到10米的可能性!”XPNAV-1卫星项目不仅是在吹牛,而且这个牛皮也吹得太大了。脉冲星导航能有几公里到几十公里的精度就很好了。
3. XPNAV-1上搭载的,是低水平的脉冲星观测设备。上天之后,这颗卫星只能对全宇宙最容易观测的一颗脉冲星进行观测实验,就算是工作状态特别理想,也只是有可能会观测到2-3颗暗一些的脉冲星。而对这几颗脉冲星,国外早就积累了海量的观测数据,中国刚刚发射的天宫二号空间实验室上面的仪器也已经对那颗最容易观测的脉冲星进行了探测,并且开始了相关的天体物理研究。
XPNAV-1卫星根本不可能提供新的有关这些脉冲星的可用信息,更别说用它来进一步研究和理解对实现脉冲星导航意义重大的天体物理问题了。所以,“XPNAV-1的工作跟导航没有直接关系,不能说是脉冲星导航实验卫星,更不能说是首颗。”XPNAV-1的回应理越辩越明嘛,收到了科学家的质疑,当然应该再听听被质疑对象的声音。于是,我们联系了XPNAV-1卫星系统的总设计师帅平,希望听听他对此事的见解和意见。
11月2日,应作者的要求,我们原文刊发了帅平总设计师撰写的《脉冲星导航最终精度可达10米,没有功夫逗你玩!》(见“阅读原文”内超链接)。在这篇文章里,帅平从“什么是导航?什么是脉冲星导航”开始,着重阐释了“为什么说脉冲星导航最终精度可达10米?”这个学术问题。结论有两个:1. 在一系列(应该是很严苛的)条件下,“脉冲星导航精度就可以达到10米”2. “脉冲星导航到底行不行,目前谁也不知道。
因此,我们才要发射试验卫星,从解决探测器的问题入手,进而验证脉冲星导航系统技术体制的可行性,后续还需要做大量的研究工作。”理论上,利用三颗以上脉冲星,就可能进行深空星际旅行的导航科学家更激烈的质疑帅平的文章上线当天,我们就再一次收到了徐星和上海天文台研究员赵铭的来稿。两位科学家再一次针锋相对地向帅平提出了质疑。
赵铭在文章《实事求是地说,它只是一颗X射线脉冲星计时观测实验卫星》(见“阅读原文”内超链接)当中,再一次从技术角度解释了为什么XPNAV-1根本不能进行脉冲星导航实验,为什么帅平在文章中证明10米精度时用到的证据是不成立的。
并举了一个例子说明XPNAV-1的牛皮吹得太大胆了点:“1970年我国成功发射第一颗人造地球卫星,那么如果我们只是因为这颗卫星能够为火星探测打下最初的基础,就把它宣称为是火星探测实验卫星,并号称是世界首颗,能这么吹吗?”徐星的文章《脉冲星导航实验卫星, 这是用纳税人多少个亿搭建起来的“虚构幻景”?
》(见“阅读原文”内超链接)更不客气,不仅援引帅平的文章逐一进行反驳,更直指帅平及其团队懂装不懂,以“虚构”一颗“完美的”脉冲星为基础,搭建起脉冲星导航的“幻景”,“通过欺骗领导使得项目立项,并获得了经费”,并直言“航天五院属于国企,通过这种手段获得经费支持是否违法?本人将咨询律师并且会在适当的时候采取法律途径维护纳税人的利益。
”现在有关XPNAV-1实验卫星的质疑已经超越了科学与技术本身,矛头直指项目背后的动机与利益。卫星发射在即,帅平与项目组会有什么回应我们不得而知。但,“时间是检验真理的唯一标准”。不论是“XPNAV-1与它的实验目标”,还是“造假、欺骗,违法损害纳税人的利益”,都会有水落石出的一天。上文提到的所有文章,均可在果壳学术方向微信公众号【科学人】内找到。
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