很多人對(duì)于導(dǎo)航并不陌生，但如何在星際空間導(dǎo)航，你知道么？這是一項(xiàng)十分偉大的工程，伊卡洛斯星際航行工程就是這樣一個(gè)計(jì)劃，旨在發(fā)射一艘無人飛船進(jìn)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(xué)家正在研究宇宙飛船如何在數(shù)光年遠(yuǎn)以及高速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)導(dǎo)航與定位的問題。

當(dāng)前行星際航行的導(dǎo)航方式是使用恒星或者宇宙射電信號(hào)進(jìn)行導(dǎo)航，通過測(cè)量相對(duì)天體的角度來定位和測(cè)速。而后者則是代表飛船使用行星引力場(chǎng)進(jìn)行初始段的加速，這也是旅行者探測(cè)器的飛行技巧，其也被稱為天體引力導(dǎo)航技術(shù)。

星際導(dǎo)航問題一直在困擾著人們，由于人類航天水平確實(shí)跟不上理論中的計(jì)劃，而且星際導(dǎo)航的問題需要強(qiáng)大的空間觀測(cè)能力做鋪墊。進(jìn)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(shè)計(jì)的思路，飛船目前是以12%的光速進(jìn)行高速航行，對(duì)其進(jìn)行精確控制的非常必要的，科學(xué)家目前已經(jīng)計(jì)算出其相對(duì)應(yīng)的狀態(tài)方程，以在這個(gè)速度下進(jìn)行航向的調(diào)整。這些前人的積累以及數(shù)據(jù)的修正都被納入未來的星際航行計(jì)劃中，這其中也包括伊卡洛斯計(jì)劃。

在伊卡洛斯計(jì)劃中，探測(cè)器系統(tǒng)將變得越加成熟。目前已經(jīng)能通過現(xiàn)代化的空間觀測(cè)網(wǎng)對(duì)目標(biāo)恒星的具體情況進(jìn)行詳細(xì)的研究，可以精確地確定其距離和位置，這些都將對(duì)伊卡洛斯計(jì)劃產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

由于伊卡洛斯計(jì)劃還處于項(xiàng)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(jìn)行飛船改進(jìn)，特別是在現(xiàn)代化得制導(dǎo)和導(dǎo)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(dá)時(shí)精確的減速。

但是如果伊卡洛斯飛船進(jìn)行到減速階段時(shí)，飛船的導(dǎo)航控制將轉(zhuǎn)為自動(dòng)導(dǎo)航，不再需要人工控制了，也就是說：這是一艘名副其實(shí)的全自動(dòng)探測(cè)飛船，因?yàn)槟繕?biāo)恒星距離我們太遠(yuǎn)，將近4光年的距離不可能進(jìn)行人工控制。飛船將在自主導(dǎo)航下對(duì)行星進(jìn)行探測(cè)，這一切對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)也提出了更高的要求，例如要求精確提供目標(biāo)恒星中各個(gè)行星的軌道參數(shù)等。

（伊卡洛斯飛船的一個(gè)探測(cè)器釋放著落系統(tǒng)）

與飛船上其他系統(tǒng)一樣，導(dǎo)航系統(tǒng)將需要工作長(zhǎng)達(dá)100多年，不僅要能自動(dòng)處理設(shè)備故障，同時(shí)也要抵御復(fù)雜不利的星際空間。其中一個(gè)可行的設(shè)想是：在路途上提前發(fā)射多個(gè)探測(cè)器，作為中繼制導(dǎo)的導(dǎo)航站，這就是“星座導(dǎo)航”模式。

“星座導(dǎo)航”模式的最大優(yōu)點(diǎn)是：如果整體式的導(dǎo)航系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那整個(gè)飛船航行就失敗了，而由許多導(dǎo)航探測(cè)器組成導(dǎo)航網(wǎng)不會(huì)受到全軍覆沒的危險(xiǎn)，而探測(cè)器上的小發(fā)動(dòng)機(jī)還可以為飛船減速提供動(dòng)力。這種星座模式導(dǎo)航可能將使用干涉網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。

另一個(gè)關(guān)于導(dǎo)航的問題就是如何與地球通訊。不僅飛船航行時(shí)需要有通訊設(shè)備，而且到達(dá)目標(biāo)恒星進(jìn)行探測(cè)后也要把數(shù)據(jù)傳回地球。科學(xué)家準(zhǔn)備了40米直徑的天線進(jìn)行通訊，而且還要保證天線要精確指向地球，這對(duì)飛船在另一個(gè)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(jì)劃真正挑戰(zhàn)之處。目前也有研究表明：利用激光進(jìn)行星際通訊可以增加伊卡洛斯飛船的數(shù)據(jù)傳輸量。

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