形象定名 “牵星过洋术”
我们的祖先曾走在天文导航的前列,西汉《淮南子·齐俗训》记载“夫乘舟而惑者,不知东西,见斗极则悟矣”,表明当时已经使用“北斗导向”;元代我国航海天文技术已能通过观测星的高度来确定船的纬度;明代郑和船队通过“日月升坠辨东西,星斗高低量远近”,使人类真正实现了远洋航行,这套“牵星为准,所实无差”的技术,被形象定名为“牵星过洋术”。一百多年后,欧洲才逐渐掌握这方面技术,告别了轮船“白昼顺风沿岸航行”的历史。
十七世纪,欧洲工程师们设计出了能在晃动的甲板上快速、精准测量天体高度的六分仪,英国国会又以两万英镑奖金征集到适于远航计时的高精度天文钟。前者大大提高了观测天体高度的准确性,便于测定纬度;后者可在海上用时间法推算经度,二者成功奠定了近代天文导航的基础。
从此,欧洲人开始领跑天文导航,迎来了持续近两个世纪的大航海时代,最终用商船、炮舰将世界的中心由东方迁移到西方。
而今,新技术的突飞猛进使天文导航实现了观测更快、更准、更自动化的飞跃,但是当年的测定机理、测算办法等迄今仍在应用。现在,利用多孔径星体敏感器可轻易观测到数以万计的恒星,利用高速扫描技术高超音速导弹也不会出现“拖尾”,军事强国甚至利用观测和计算优势可将测量精度提升至接近GPS水平。
精度飞跃 “准确到达楼顶”
天文导航与无线电导航相比,具有更直接、更隐蔽、更独立、更可靠等特点,堪称是军事导航领域的“压舱石”。
天文导航“观测一次,校准一次”的定位模式,让远程武器告别累加偏差。越南战争期间,B-52轰炸机由天文导航装备校正航向,万里奔袭,实现了从“勉强到达城市”到“准确到达楼顶”的高精度飞跃。
20世纪70年代,美苏核军备竞赛进入白热化阶段,“三叉戟”、SS-N-18洲际导弹凭借天文导航系统,在低空、高空、近地轨道连续修正姿态实现“完美飞行”,将核打击效果提高到“精确毁灭”的水平。
20世纪80年代,GPS开始全球组网,翻开了导航史上革命性的一页。许多导航技术黯然失色,但天文导航因优势独特依旧风光不减。俄亥俄、北风之神等这些横霸海天的“大杀器”,只需将潜望镜上的天文导航设备悄悄露出水面,即使在电磁完全静默中也知道“我在哪,朝哪打”;机动发射的远程导弹则依仗着自动天文导航设备,可实现“先发射、后精瞄”和“快打、快跑”的愿望。
远在苍穹之上的卫星,目前可能是天文导航的最大受益者,大气层外优越的洁净度,使其能够获得更精确的姿态坐标,从而解决了包括导航卫星在内的所有人造航天器精确导航定位问题。同时,也使得天基武器变轨、定位、攻击姿态矫正等“基本战术动作”更加娴熟精准。
深空探索 海选“宇宙灯塔”
信息化浪潮滚滚袭来,天文导航借力低可见光、微电子、全频谱探测、自动控制等高技术,突破了几千年来“白天看太阳,晚上看星星,阴天干瞪眼”的技术屏障,向着全天候、小型化、自动化、深空化方向加速飞跃。
据悉,外军利用高灵敏度星光探测设备,已实现了“白天看星星”的突破。随后,又利用非可见光探测技术,接收自然天体穿过云层的射电信号,实现了“想看就看”的全天候技术跃升。现在美军全天候可观测超过千颗星体,为其全球军事行动保驾护航。其他军事强国也在朝着这个目标疾进。
一直以来,天文导航装备受制于重量、体积、专业人员操作等局限,现在新材料、新工艺、信息技术推动它向“更小、更准、更易用”的方向发展,并将成为单兵、单车的标配,被动无源、隐蔽可靠的独特优势将惠及军地所有用户,标志着导航定位抗干扰、可免疫的时代即将来临。
未来星际旅行不是梦。近年来,人类已完成多次模拟测试,正蓄势待发,为解决深空探测的导航问题,专家们已再次把目光投向了遥远的星空,信源极其稳定的脉冲星,将被海选为“宇宙灯塔”,为人类的星际旅行指引航向。(崔鸿雁 本报特约通讯员 杨 森 特约记者 杨克功)
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