科幻电影中，太空飞船启动引擎，在巨大的闪光与轰鸣声中，飞船奔向其他星球乃至星系。在地球上，我们靠地图软件导航去陌生的地方，到了太空，没有“宇宙地图APP”，飞船不会迷路吗?其实，人类已经实现了几种太空导航方法，它们在星际探索时代也能为飞船指

科幻电影中，太空飞船启动引擎，在巨大的闪光与轰鸣声中，飞船奔向其他星球乃至星系。

在地球上，我们靠地图软件导航去陌生的地方，到了太空，没有“宇宙地图APP”，飞船不会迷路吗?其实，人类已经实现了几种太空导航方法，它们在星际探索时代也能为飞船指路空中指南针 人类自古以来就靠指南针来确定方向，指南针指示的正是地球的南北磁极。

在大气层和近地轨道，依然存在较强的地球磁场，航天飞机和人造卫星能靠其辨认方向，再加上它们拥有红外地平仪——测量飞行器与地球之间的垂直距离的仪器，近地航天已经实现了精准的定位和导航 地球当遥控 在月球和火星，地球的磁场效应微乎其微。

探月卫星、探火卫星基本探测不到地球磁场，而是采用无线电导航

卫星飞行时，其搭载的“星体追踪器”能够在光学上识别出周围的星星，也就是通过“目测”来确定自己相对于地球的大致方位它会定期向地球发射无线电信号，这一信号会被地球上不同地方的天线接收到无线电也属于电磁波，它的传播速度和光一样快，但在这么远的距离，它到达不同天线的用时也会出现微小的差别。

根据时间差和两个观测站之间的距离，地面站就能通过几何运算确定卫星的位置，再把这些信息告诉卫星自己认路 去到比火星更远的太阳系空间，无线电要用很长时间才能到达地球，甚至有可能丢失信号，航天器不能再依赖地球，而要学会自己认路。

惯性导航不依赖外部，它会根据物体自身的加速度来推算其移动方向，是航天器的得力助手但就像你闭着眼睛走路会越走越歪那样，随着时间推移，惯性导航的误差会逐渐累积，因此需要辅助导航来校准人类已经摸清了太阳系内行星在任意时刻的位置，并制成了星历表;航天器观测到几颗行星后，可以根据行星之间的夹角、行星和恒星之间的夹角等信息，与星历表对比，推理出自己的位置、速度等参数。

朱诺号木星探测器、卡西尼号土星探测器都是利用这两种手段导航的 聆听“星跳” 飞出太阳系之后，太阳系内的星历表也不管用了为此，天文学家提出了一个全新的定位方法——脉冲星导航 脉冲星是一种特殊的中子星，它在高速自转的同时，会放出X射线。

只有当脉冲星磁极恰好转到对准航天器时，航天器才能收到它的X射线;这导致脉冲星的信号是一阵一阵的，就像人的心跳

如果你留意过疾驰而过的救护车，就会发现鸣笛声在救护车靠近时会变得尖锐，车辆驶远后又变得低沉，这被称为“多普勒效应”天体发出的电磁波也会产生这种效应，航天器靠近某颗脉冲星时，收到的X射线频率会变高，就像“心跳加速”;远离这颗脉冲星时，信号频率就会变低。

这样，航天器就能判断自己是在靠近还是远离这颗脉冲星 如果同时观测多颗脉冲星，就能让它们像灯塔那样指示方向，人们已在银河系中发现了数千颗脉冲星，因此脉冲星导航是未来探索太阳系外空间最有潜力的导航系统著名的旅行者1号、2号探测器就记录了太阳系相对于14颗脉冲星的位置，它们都已抵达太阳系外部空间，正朝着太阳系外飞去。

新家园的星图 以上这些导航手段不是孤立的，很多时候需要联合使用。

人类向深空发展的脚步不会停止，在遥远的未来，如果人类迁居到其他恒星系统甚至其他星系，在新的行星上建立家园，我们同样能把这颗行星当作新地球，利用它的磁场、地面站以及周围行星与脉冲星绘制出新的地图，在苍茫的星海中找到航路。

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