

中国は、有人月探査や火星着陸船を含む壮大な深宇宙探査計画を支えるため、世界初のX線航法システムを打ち上げた。X線パルサー航法1号(XPNAV 1)衛星は、11月10日にゴビ砂漠の酒泉宇宙発射センターから固体燃料ロケット「長征11号」に搭載され打ち上げられた。これは、軌道に乗った世界初のX線航法システムであり、来年国際宇宙ステーション(ISS)に搭載予定のNASAのX線タイミング・航法技術搭載ステーション・エクスプローラー(SEXTANT)を上回った。

この航法システムは、二つの恒星からなる系に見られるX線パルサーを利用しています。本質的には、高密度の中性子星の強い磁場がもう一方の恒星からガスを引き寄せ、そのガスが中性子星に衝突すると、強力なX線ホットスポットが生成されます。中性子星の自転軸と磁気軸が揃っていない場合、中性子星が自転すると、X線ホットスポットが観測者の視界に入ったり消えたりするため、パルスが発生します。これは航法に有用なツールであることが判明しています。
ミリ秒パルサーは非常に短い間隔でX線パルスを発生するため、複数の既知のパルサーからの時間差を測定することで(衛星ではなくパルサーを使ったGPSのように)、宇宙船は太陽系内の位置を5キロメートル(3.1マイル)以内で特定できます。これは深宇宙では非常に優れた精度です。重要なのは、一定のペースでパルスを発生するパルサーを見つけることです。X線パルサーはバーストの頻度を増減させることが多いからです。

計画通りに進めば、XPNAV 1はパルサーX線データベースを構築するためのデータを収集し、そのデータを用いて衛星の位置を独立して検証できるようになります。重量529ポンドのこの衛星には、パルサーが発するX線を測定するための検出器が2基搭載されています。今後5~10年かけて、XPNAV 1は26個のパルサーからのX線データベースを構築し、宇宙の他の電磁活動と比較した周波数を測定します。また、大気干渉を気にすることなく、パルサーX線の精度と宇宙背景ノイズに対する一貫性も測定します。さらに、他の航法支援装置に依存しないデータ検証を行い、衛星の位置を予測できるかどうかを検証することで、データの有用性を検証します。
X線航法の利点は、精度と信頼性の向上です。宇宙船は、深宇宙への到達に時間がかかり、信号の忠実度が失われる無線信号に頼る必要がなくなります。また、X線航法は、航法信号用の大型で高価な地上無線アンテナが不要になるため、コストも削減されます。さらに、宇宙船の自律性が高まるため、科学データを地球に送信するための帯域幅を節約できます。XPNAV 1の成功は、中国が宇宙技術において大きなマイルストーンを達成しただけでなく、中国の宇宙飛行士やロボット探査機が軌道外をより自由に移動できるようになることを意味します。
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