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宇宙在轉動，這涉及到慣性系，航天器如何在太空中定位，這涉及到坐標和導航，因此這是兩個問題。眾所周知，宇宙中任何一個物體都在一定的慣性系里運動，這個慣性系，相對于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。我們在高鐵里走來走去，蹦跳嬉鬧，只是相對高鐵在做運動，與其他參照系毫無關系。但在高鐵里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1.52億公里，近日點為1.47億公里，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公里，約2.5億年轉一圈。因此太陽在銀河系這個慣性系里，銀河這個16萬光年的大圓盤就是相對靜止的。我們在太陽系里面運行，與太陽在銀河系公轉毫無關系，因為我們也在跟著公轉。所以我們的探測器在太陽系里飛行，在太陽系里確定坐標就行了。要出太陽系，就不能以太陽系的天體來參照了。人類航天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里相對太陽做一些運動而已，這與宇宙在運動毫無關系。雖然如此，為了更精準的深空導航，對于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，來確定航天器的走向。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。這一點我們地球上的GPS是一個典范。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里的物體就是靜止不動的。現在人類使用最廣泛的GPS全球定位系統，就是利用在空間能夠掃描全范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。GPS是由美國國防部1958年立項開始研制，1964年投入使用的一種具有全方位、全天候、全時段、高精度的衛星導航系統，現在由美國政府管理并出資維護，免費提供給全世界任何持有GPS接收器的人，比如我們的手機。GPS全球定位系統的運用，是衛星通信技術在導航領域的應用典范，極大提升了地球社會信息化水平，促進了數字經濟的發展。面向地球的GPS只是地球上能夠使用，太空航行就不行了，就必須有宇宙，或者說至少是銀河系的GPS系統。這個系統有人在做，大家別急，后面我會說到。一般來說在太陽系里航行，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，做起來其實沒有這么簡單，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，并與飛到那里的時間相吻合。探測器在飛行過程中會受到路途各種引力的影響，有時還要采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。這是一個非常復雜的系統，這里就不做專業介紹了。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里面航行也已經開始采用銀河系座標了，這個坐標就是脈沖星。脈沖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。由于其自轉軸和磁場射線方向有一定的角度，不在一條直線上，這樣脈沖星旋轉起來從磁場射出的強大能量流就會隨著自轉，像燈塔一樣的掃射太空。這種能量掃過地球，被地球所捕捉，就發現了脈沖星。現在人類已經發現了兩千多顆脈沖星，分布在銀河系的各個方向，由于它們像恒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沖，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，就知道到了哪里應該怎么走了。為了更好的利用脈沖星的燈塔效應，宇宙版的GPS導航系統應運而生。NASA最新研發了一款宇宙版GPS導航系統，這個導航系統英文全名叫Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology，中文譯名為“X射線定時與導航技術資源管理站”，就是利用鎖定的4顆毫秒級脈沖星，它們叫J0218+4232、 B1821-24、J0030+0451、J0437-4715，作為精確信號源，來精準導航的。這個導航系統已經在國際空間站上進行了測試，在宇宙空間定位現在可以達到公里級，還在向百米級進發。這可不是在地球上定位，而是在宇宙若干光年跨度的定位。也就是說，在若干光年外發射一艘飛船到地球來，要降落在哪個小城鎮就在那個小城鎮。這可比在地球上瞄準月球上一只蚊子還要難若干數量級，厲害吧。有了這個宇宙定位導航系統，人類就有了開啟星際跨越的鑰匙了。時空通訊觀點，歡迎點評討論。

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