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北斗三號(hào)全球短報(bào)文助力空間科學(xué)探測(cè)

發(fā)布時(shí)間:2021-03-04 15:18

          作為國家重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施,北斗系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。相比其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),北斗系統(tǒng)有著自己的“獨(dú)門絕技”:那就是短報(bào)文通信。應(yīng)用北斗短報(bào)文通信功能,即便是在通訊中斷、電力中斷的緊急情況下,可以使用衛(wèi)星信號(hào)傳輸信息,實(shí)現(xiàn)通信和定位。北斗短報(bào)文功能已長期應(yīng)用于防災(zāi)救災(zāi)、體育賽事、電網(wǎng)監(jiān)管等多個(gè)領(lǐng)域。隨著北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的建成開通,其提供的全球短報(bào)文通信服務(wù)領(lǐng)域再創(chuàng)先河……不久前,中國的天文學(xué)家們就收到了北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)來的“宇宙信息急件”。 

  北京時(shí)間202112015時(shí)1152秒,北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)準(zhǔn)實(shí)時(shí)GECAM衛(wèi)星探測(cè)到的伽馬射線暴觀測(cè)警報(bào)下傳至其科學(xué)運(yùn)行中心,揭開了北斗三號(hào)系統(tǒng)全球短報(bào)文服務(wù)應(yīng)用于空間科學(xué)與宇宙探測(cè)的序幕。 

  通常情況下,衛(wèi)星上探測(cè)得到的天文現(xiàn)象和天文數(shù)據(jù),只有通過地面的接收天線下傳到地面后,地面人員才能進(jìn)一步分析處理,需耗時(shí)幾個(gè)小時(shí)甚至更久,而神秘的天文信號(hào)往往轉(zhuǎn)瞬即逝,這樣滯后的操作,有可能會(huì)喪失科學(xué)發(fā)現(xiàn)的機(jī)會(huì)。 

GECAM衛(wèi)星應(yīng)用北斗三號(hào)系統(tǒng)全球短報(bào)文通信功能傳遞信號(hào)

  引力波暴高能電磁對(duì)應(yīng)體全天監(jiān)測(cè)器(“懷柔一號(hào)”極目望遠(yuǎn)鏡,簡(jiǎn)稱GECAM)作為北斗三號(hào)系統(tǒng)全球短報(bào)文服務(wù)的首個(gè)衛(wèi)星試驗(yàn)用戶,是我國首個(gè)具有即時(shí)下行觀測(cè)數(shù)據(jù)能力的空間天文望遠(yuǎn)鏡。GECAM衛(wèi)星包含兩顆微小衛(wèi)星,它們上天后逐漸分開,分別處于地球的兩端,可以全天候無死角地監(jiān)測(cè)整個(gè)天區(qū),很好地捕捉宇宙中稍縱即逝的光,即引力波高能電磁對(duì)應(yīng)體事件。 

  通過應(yīng)用北斗系統(tǒng)短報(bào)文通信功能,GECAM的兩顆衛(wèi)星不管誰接收到信號(hào),都會(huì)立即通知就近的北斗衛(wèi)星,信號(hào)會(huì)迅速接力到離地面站最近的衛(wèi)星發(fā)布,這大大加速了太空中天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的傳遞。從衛(wèi)星探測(cè)到信號(hào)到科學(xué)家接收到數(shù)據(jù)僅僅需要不到1分鐘的時(shí)間,這就為我們探測(cè)這些信號(hào)以及引導(dǎo)全球后隨觀測(cè)贏得了寶貴的時(shí)間。 

  GECAM衛(wèi)星發(fā)射至今僅僅2個(gè)月的時(shí)間,還處于在軌測(cè)試階段,已經(jīng)通過北斗三號(hào)系統(tǒng)全球短報(bào)文通信功能向地面發(fā)送了12個(gè)伽馬射線暴、9個(gè)磁星爆發(fā),以及多個(gè)其他類型的天體活動(dòng)的信息,平均延時(shí)只有20秒左右,并發(fā)布了10個(gè)GCNGamma-ray Burst Coordinates NetworkGCN,國際伽馬暴協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò))通告和1個(gè)AtelThe Astronomer's Telegram,天文快報(bào))通告。GCNAtel都是天文學(xué)家常用的信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò),用于向全球共享天體活動(dòng)信息,引導(dǎo)隨后觀測(cè)。這是人類第一次使用導(dǎo)航衛(wèi)星傳遞宇宙中的神秘信號(hào),開啟了北斗系統(tǒng)服務(wù)于空間科學(xué)研究的新時(shí)代。 

  GECAM的成功,表明北斗三號(hào)系統(tǒng)全球短報(bào)文服務(wù)在空間科學(xué)中具有廣闊的應(yīng)用前景。據(jù)悉,我國正在研制的愛因斯坦探針(EP)衛(wèi)星、增強(qiáng)型X射線時(shí)變與偏振(eXTP)空間天文臺(tái)等也計(jì)劃利用北斗三號(hào)系統(tǒng)的全球短報(bào)文功能,以便快速向國內(nèi)外天文學(xué)家發(fā)布有關(guān)宇宙天體爆發(fā)活動(dòng)的關(guān)鍵信息,引導(dǎo)其他設(shè)備開展后隨觀測(cè)。未來,隨著北斗短報(bào)文通信服務(wù)能力的進(jìn)一步提升,北斗系統(tǒng)將會(huì)在探索宇宙中發(fā)揮更加重要的作用。 

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