当前位置:
X-MOL 学术
›
Space Sci. Rev.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Pulsar Timing and Its Application for Navigation and Gravitational Wave Detection
Space Science Reviews ( IF 10.3 ) Pub Date : 2018-01-17 , DOI: 10.1007/s11214-017-0459-0 Werner Becker , Michael Kramer , Alberto Sesana
Space Science Reviews ( IF 10.3 ) Pub Date : 2018-01-17 , DOI: 10.1007/s11214-017-0459-0 Werner Becker , Michael Kramer , Alberto Sesana
Pulsars are natural cosmic clocks. On long timescales they rival the precision of terrestrial atomic clocks. Using a technique called pulsar timing, the exact measurement of pulse arrival times allows a number of applications, ranging from testing theories of gravity to detecting gravitational waves. Also an external reference system suitable for autonomous space navigation can be defined by pulsars, using them as natural navigation beacons, not unlike the use of GPS satellites for navigation on Earth. By comparing pulse arrival times measured on-board a spacecraft with predicted pulse arrivals at a reference location (e.g. the solar system barycenter), the spacecraft position can be determined autonomously and with high accuracy everywhere in the solar system and beyond. We describe the unique properties of pulsars that suggest that such a navigation system will certainly have its application in future astronautics. We also describe the on-going experiments to use the clock-like nature of pulsars to “construct” a galactic-sized gravitational wave detector for low-frequency (fGW∼10−9–10−7$f_{GW}\sim 10^{-9} \text{--} 10^{-7}$ Hz) gravitational waves. We present the current status and provide an outlook for the future.
中文翻译:
脉冲星授时及其在导航和引力波探测中的应用
脉冲星是天然的宇宙钟。在很长的时间尺度上,它们可以与地球原子钟的精度相媲美。使用称为脉冲星计时的技术,脉冲到达时间的精确测量允许许多应用,从测试重力理论到检测引力波。此外,脉冲星可以定义适用于自主空间导航的外部参考系统,将它们用作自然导航信标,这与使用 GPS 卫星在地球上导航没有什么不同。通过将在航天器上测量的脉冲到达时间与在参考位置(例如太阳系重心)处的预测脉冲到达时间进行比较,可以在太阳系内外的任何地方自主且高精度地确定航天器位置。我们描述了脉冲星的独特特性,表明这种导航系统肯定会在未来的航天中得到应用。我们还描述了正在进行的实验,使用脉冲星的类似时钟的性质来“构建”一个银河大小的低频引力波探测器 (fGW∼10−9–10−7$f_{GW}\sim 10 ^{-9} \text{--} 10^{-7}$ Hz) 引力波。我们介绍当前状态并展望未来。
更新日期:2018-01-17
中文翻译:
脉冲星授时及其在导航和引力波探测中的应用
脉冲星是天然的宇宙钟。在很长的时间尺度上,它们可以与地球原子钟的精度相媲美。使用称为脉冲星计时的技术,脉冲到达时间的精确测量允许许多应用,从测试重力理论到检测引力波。此外,脉冲星可以定义适用于自主空间导航的外部参考系统,将它们用作自然导航信标,这与使用 GPS 卫星在地球上导航没有什么不同。通过将在航天器上测量的脉冲到达时间与在参考位置(例如太阳系重心)处的预测脉冲到达时间进行比较,可以在太阳系内外的任何地方自主且高精度地确定航天器位置。我们描述了脉冲星的独特特性,表明这种导航系统肯定会在未来的航天中得到应用。我们还描述了正在进行的实验,使用脉冲星的类似时钟的性质来“构建”一个银河大小的低频引力波探测器 (fGW∼10−9–10−7$f_{GW}\sim 10 ^{-9} \text{--} 10^{-7}$ Hz) 引力波。我们介绍当前状态并展望未来。