科普知識：太空飛行器的定位

我們所處的宇宙，是在不停的轉動著，存在一個慣性，太空飛行器如何在太空中定位，這涉及到坐標和導航，因此這是兩個必須處理好的問題。

宇宙中任何一個物體都在一定的慣性系裡運動，這個慣性系，相對於其中運動著的物體都是靜止的。

如我們在一列高鐵上，高鐵以每秒100米的速度前進，而我們也在以同樣速度前進，但列車如果不晃動不看窗外就會感覺不到，所以高鐵相對我們就是靜止的。我們在高鐵裡走來走去，蹦跳嬉鬧，只是相對高鐵在做運動，與其他參照系毫無關係。

但在高鐵裡就沒法確定東南西北，只能確定上下左右，要確定東南西北就需要在高鐵慣性系以外尋找參照系，比如知道珠穆朗瑪峰在西南方向，我們朝那邊開就是西南。

在太陽系這個慣性系，太陽就是這個系的老大，相對我們就是靜止的。

我們地球圍繞著太陽運動，遠日點為1.52億公裡，近日點為1.47億公裡，這是相對太陽而言。其實太陽也在圍繞著銀河系中心質點公轉，每秒為250公裡，約2.5億年轉一圈。因此太陽在銀河系這個慣性系裡，銀河這個16萬光年的大圓盤就是相對靜止的。

我們在太陽系裡面運行，與太陽在銀河系公轉毫無關係，因為我們也在跟著公轉。

所以我們的探測器在太陽系裡飛行，在太陽系裡確定坐標就行了。要出太陽系，就不能以太陽系的天體來參照了。

人類太空飛行器現在還沒有飛出太陽系呢，所以只是在太陽系這個慣性系裡相對太陽做一些運動而已，這與宇宙在運動毫無關係。

雖然如此，為了更精準的深空導航，對於遠距離飛行的探測器，科學家們還是會用太陽系外的一些天體為坐標，來確定太空飛行器的走向。

定位實際上就是確定自己和目標的坐標，從而起到導航的作用。

在地球上導航和定位，就是以地球為慣性系，地球相對這個慣性系裡的物體就是靜止不動的。

現在有了咱們的北鬥導航系統，就是利用在空間能夠掃描全範圍覆蓋地球的多個導航衛星，根據人類把地球按經緯度劃分出的每一個坐標點進行實時定位。

一般來說在太陽系裡航行，我們只要以太陽為基點，就可以測算出自己所在的位置和目標所在的位置。

航天探測器都是無人自動控制，只要在導航系統中設定了目標位置就行了，它就會按照設定好的目標航向飛到既定的地方。

當然說是容易，做起來其實沒有這麼簡單，比如我們要去的任何天體都是在圍繞著太陽公轉，一些衛星還圍繞著行星公轉，這就要精密計算出它們的軌道，並與飛到那裡的時間相吻合。

探測器在飛行過程中會受到路途各種引力的影響，有時還要採用引力彈功效應提速，這樣航向和速度都會變化和偏差，這就要有糾正機制和深空網絡的指令，而飛行器飛遠了這種指令會延遲，就要計算提前量和預測等等。所以說這是一個非常複雜的系統。

探測器要出太陽系，就必須以太陽系外的天體來參照了。

實際上，現在航天界在太陽系裡面航行也已經開始採用銀河系座標了，這個坐標就是脈衝星。

脈衝星是上世紀科學界發現的一種特殊天體，是中子星的一種，自轉速度非常快，可達一秒鐘千轉以上。由於其自轉軸和磁場射線方向有一定的角度，不在一條直線上，這樣脈衝星旋轉起來從磁場射出的強大能量流就會隨著自轉，像燈塔一樣掃射太空。

這種能量掃過地球，被地球所捕捉，就發現了脈衝星。

現在人類已經發現了兩千多顆脈衝星，分布在銀河系的各個方向，由於它們像恆星一樣位置的相對固定，不斷的發射著像脈搏一樣既有規律又準確的電磁脈衝，成為了人類航天的指路明燈。

就像古代行船在黑咕隆咚茫茫大海，看到遠方熟悉的燈塔，就知道到了哪裡應該怎麼走了。