恒星際空間中導航，伊卡洛斯工程的遠大夢想

很多人對于導航并不陌生，但如何在星際空間導航，你知道么？這是一項十分偉大的工程，伊卡洛斯星際航行工程就是這樣一個計劃，旨在發(fā)射一艘無人飛船進行星際航行，并前往距離地球最近的一顆恒星。伊卡洛斯星際航行工程的科學家正在研究宇宙飛船如何在數(shù)光年遠以及高速運動狀態(tài)導航與定位的問題。

當前行星際航行的導航方式是使用恒星或者宇宙射電信號進行導航，通過測量相對天體的角度來定位和測速。而后者則是代表飛船使用行星引力場進行初始段的加速，這也是旅行者探測器的飛行技巧，其也被稱為天體引力導航技術。

星際導航問題一直在困擾著人們，由于人類航天水平確實跟不上理論中的計劃，而且星際導航的問題需要強大的空間觀測能力做鋪墊。進行恒星際的航行，所前往的恒星距離飛船越來越近，要想得知此刻飛船的位置和速度就非常棘手。按設計的思路，飛船目前是以12%的光速進行高速航行，對其進行精確控制的非常必要的，科學家目前已經計算出其相對應的狀態(tài)方程，以在這個速度下進行航向的調整。這些前人的積累以及數(shù)據的修正都被納入未來的星際航行計劃中，這其中也包括伊卡洛斯計劃。

在伊卡洛斯計劃中，探測器系統(tǒng)將變得越加成熟。目前已經能通過現(xiàn)代化的空間觀測網對目標恒星的具體情況進行詳細的研究，可以精確地確定其距離和位置，這些都將對伊卡洛斯計劃產生深遠的影響。

由于伊卡洛斯計劃還處于項目討論階段，還沒涉及到具體的飛船制造，所以可以采用多種方式進行飛船改進，特別是在現(xiàn)代化得制導和導航儀，以及恒星跟蹤儀、姿態(tài)傳感器等都可以為飛船提供精確的目的地指示和抵達時精確的減速。

但是如果伊卡洛斯飛船進行到減速階段時，飛船的導航控制將轉為自動導航，不再需要人工控制了，也就是說：這是一艘名副其實的全自動探測飛船，因為目標恒星距離我們太遠，將近4光年的距離不可能進行人工控制。飛船將在自主導航下對行星進行探測，這一切對導航系統(tǒng)也提出了更高的要求，例如要求精確提供目標恒星中各個行星的軌道參數(shù)等。

（伊卡洛斯飛船的一個探測器釋放著落系統(tǒng)）

與飛船上其他系統(tǒng)一樣，導航系統(tǒng)將需要工作長達100多年，不僅要能自動處理設備故障，同時也要抵御復雜不利的星際空間。其中一個可行的設想是：在路途上提前發(fā)射多個探測器，作為中繼制導的導航站，這就是“星座導航”模式。

“星座導航”模式的最大優(yōu)點是：如果整體式的導航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那整個飛船航行就失敗了，而由許多導航探測器組成導航網不會受到全軍覆沒的危險，而探測器上的小發(fā)動機還可以為飛船減速提供動力。這種星座模式導航可能將使用干涉網平臺進行聯(lián)網。

另一個關于導航的問題就是如何與地球通訊。不僅飛船航行時需要有通訊設備，而且到達目標恒星進行探測后也要把數(shù)據傳回地球?？茖W家準備了40米直徑的天線進行通訊，而且還要保證天線要精確指向地球，這對飛船在另一個恒星系統(tǒng)中的定位又提出了更高的要求，這事也星際航行計劃真正挑戰(zhàn)之處。目前也有研究表明：利用激光進行星際通訊可以增加伊卡洛斯飛船的數(shù)據傳輸量。

總之空間導航和制導定位問題面臨著眾多挑戰(zhàn)，這不僅僅是伊卡洛斯的任務，也是人類要思考的問題。