央视两字之差曝国产脉冲卫星大秘密 专家激辩

　　图为11月10日央视新闻报道（注：五院即中国空间技术研究院）。

　　昨天（10日）7时42分，我国在酒泉卫星发射中心成功发射了一颗由中国空间技术研究院研制的脉冲星试验卫星。这颗卫星有什么作用？央视报道很低调，只在采访中提了句“导航”，设计师头衔上根本没这两个字。

　　再回头看新华社10月13日的报道，从中可以很清楚看到薛力军的头衔是：脉冲星导航试验卫星总指挥兼总设计师。两字之差，意义可谓天壤之别，难不成央视会犯这种“低级”错误？

　　图为新华社10月13日报道截图。

　　此前，中国航天科技集团第五研究院曾宣传在11月要发射一颗脉冲星导航试验卫星（XPNAV-1），并称这是“世界首颗脉冲星导航”，各大媒体纷纷报道，因为有了这颗卫星，中国就“不用再跟随欧美的脚步”可以成为“第一个吃螃蟹的人”。

　　然而如此令人振奋的消息却引来了诸多专家的质疑，首先是导航的功能不现实，其次连“世界首颗”都称不上。更有专家担心言过其实的报道会让激情澎湃的网友对中国科研成就产生怀疑。

　　于是，一场“神”与“神”之间针锋相对的大论战开始了。本着“理越辨越明”的态度，各大专家唇枪舌剑好不热闹，一篇篇专业文章更是看的吃瓜群众一脸懵逼。接下来笔者就具体梳理下这场精彩的辩论战！

　　起因是上个月初，中国航天集团第五研究院召开发布会声明，将在11月择机发射世界首颗脉冲星导航卫星（XPNAV-1），并且与我们目前使用的GPS卫星导航进行比较，说，“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。”

　　紧接着，在10月20日，海外学者，上海天文台研究员徐星发文质疑《脉冲星导航，精度10米？别逗了！》，徐星表示，在仔细阅读媒体报道后，他发现该项目以及规划的后续脉冲星导航路线，存在“目标虚幻、机理不清、应用不明”的问题。并在文中详细解释了脉冲星导航的原理，最后得出结论“媒体报道的该计划最终10米的导航精度，是一个虚幻的目标，是根本不可能实现的。”

　　10月21日，果壳网又采访了上海天文台研究员赵铭和中国科学院高能物理研究所研究院张双南，发文《脉冲星导航实验？你可能想多了》。文中，两位专家再次详细介绍了脉冲星导航原理，并表示“即使 XPNAV-1卫星能够如期完成对脉冲星信号的空间探测任务，但是想利用XPNAV-1这颗卫星进行脉冲星导航实验，你可能真的想多了。现在的脉冲星导航仍是非常前沿的的基础科学研究，距离实际应用，还有很远的路要走。”

　　图为脉冲星为航天器导航想象图。

　　那么，脉冲星导航到底是怎么一回事？

　　脉冲星是天空一种高速自转的中子星，并且能发出具有方向性的光束，如同探照灯一样随着其自转而不断地扫过地球，就好比海上航行的“灯塔”。由于地球上雷达的功能限制，不能准确导航太空中的飞船，因此科学家就想通过脉冲星这种太空“灯塔”发射的脉冲来实现飞船自身的定位和导航。

　　而专家对于XPNAV-1卫星的质疑主要是什么呢？总结来看有以下三点：

　　一是脉冲星导航根本不是给地球上和地球附近的飞行器使用的。脉冲星发出的脉冲信号非常微弱，需要几个小时或更长的时间才能实现一次定位。赵铭表示，“如果用脉冲星导航去月球的话，可能刚给了一个导航信号，飞船就已经飞过头了！ ”

　　二是根本不可能达到10米的导航精度。专家认为，根据目前所掌握的有关脉冲星的天体物理理论，可能实现的导航精度能达到几千米，甚至几十千米都非常困难，这是国际脉冲星导航界的共识。即使研究进一步突破，也才堪堪是略好于千米的精度。

　　三是XPNAV-1卫星上搭载的，只能算是低水平的脉冲星观测设备，“只能观测到来自蟹状星云脉冲星的脉冲信号。如果运行极好，也有可能看到2-3颗暗一些的脉冲星。国际上早已对这些脉冲星积累了海量的数据，XPNAV-1不可能提供更新的可用信息。”

　　所以，赵铭在文中表示，“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”。

　　图为脉冲试验卫星。

　　11月2日，受到质疑的中国航天科技集团第五研究院脉冲星导航卫星科学任务系统总设计师帅平发文回应，《脉冲星导航最终精度可达10米，没有工夫逗你玩！》。文中从导航及脉冲星导航的基本概念出发，解释了脉冲星导航的可能性和最终导航精度指标为10米的可能性。

　　帅平认为，在脉冲到达时间测量精度为0.1微秒，脉冲星计时模型精度为0.1微秒，到达时间转换精度为0.1微秒，以及脉冲星角位置精度为0.1毫角秒的条件下，脉冲星导航精度就可以达到10米。在航天器长时间高精度自主导航应用中，导航星座卫星对实时轨道确定与时间同步精度的要求是最高的，分别为10米和1纳秒水平。这就是10米精度指标的应用需求，具有重要的工程应用价值和科学研究意义。

　　最后得出结论，在一系列严苛的条件下，“脉冲星导航是实现航天器的自主导航，最终精度可达到10米”。另外，“脉冲星导航到底行不行，目前谁也不知道。”还需要进行长时间的努力。

　　帅平文章回应当天，赵铭和徐星再次发文质疑，对帅平论点逐一反驳，“毫不留情”。

　　赵铭在《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》一文中，再次从技术上解释了帅平在文章中证明10米精度时用到的证据是不成立的。赵铭说，他列举的那些前提，对于数千秒的积分才能获得一个观测值情况下是不可能达到的。他说动力学定轨只用一个探测器观测一个脉冲星就能实现，这完全是误解。这种方法是有前提的，而深空航天器导航不适用这种前提。

　　他还打比方批评XPNAV-1言过其实，“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？”

　　此外，徐星在《脉冲星导航实验卫星，这所用纳税人多少亿打起来的“虚幻场景”？》中更是毫不留情，先逐一反驳帅平在文中的论据，又指出他在新闻发布和撰文中的技术错误问题。批帅平团队是虚构了一幅脉冲星导航的“幻景”，根本“不了解真实脉冲星的性质”。

　　至此双方阵营辩驳告一段落。

　　再看昨日央视《朝闻天下》报道，薛力军的头衔变成了脉冲星试验卫星总指挥兼总设计师，并且他在采访中表示，“这颗脉冲星试验卫星”，应该是“我们国内第一个”在轨进行脉冲星导航探测应用和验证的这样一颗试验卫星，而对于这颗脉冲星试验卫星的功能则主要是“利用这两个探测器，对X射线脉冲星脉冲信号进行探测收集和采集”并且最终实现的是“在轨对脉冲星导航技术的原理验证”。

　　这次脉冲星试验卫星的争议，是一次很好的科普。我国的航天科技事业能够在世界范围内处于先进水平，正是由于大胆的创新精神和严谨的求证过程，在专家们的学术碰撞和争论中，获取最准确的科研成果。在此前的韩春雨事件、中国是否要建大型对撞机等的争议中，质疑与回应成为了科学工作的常态，这本身就说明了中国科技的进步。

　　假如这次发射的“脉冲试验卫星”就是之前宣传的“脉冲导航试验卫星”，这次更正名称还是值得肯定的。如张双南和徐铭所说，我国在脉冲星导航上的起步比国际要晚，数据积累也不够。一步一脚印探索太空的做法，才是我们要学习的航天精神。（观察者网专栏作者 庄怡）