中国研究人员测试了一种新的太空探测器在深空导航的方法，将美国宇航局（NASA）资助的这项技术付诸实践，为我国计划于2030年执行的木星探测任务铺平了道路。

这种被称为“恒星像差导航”（stellar aberration navigation）的技术，通过测量恒星之间相对位置的变化来计算探测器的运动速度和方向，从而实现自主的实时导航，无需持续依赖地球的跟踪信号和指令。

在1月份进行的一次近地轨道实验中，天汇七号（Tianhui-7）卫星利用该技术将其位置精度控制在约5公里（3.1英里）范围内，这一性能与NASA基于天线的深空导航系统相当。

根据中国空间技术研究院（该国的主要航天器制造商）的研究人员所述，木星距离地球最远可达9亿公里，无线电信号的单程传播时间超过50分钟，因此地面控制中心无法实现实时干预。相关研究结果将发表在《深空探索杂志》（Journal of Deep Space Exploration）上。

研究人员指出，虽然中国能够追踪远至木星的航天器，但其导航精度仍不如NASA或欧洲航天局。天问四号（Tianwen-4）将成为中国首个探索木星系统的任务，主要研究这颗巨行星及其卫星的演化过程、环境特征和内部结构。

天汇七号于2025年12月30日由长征四号B型火箭从中国西北部的酒泉卫星发射中心发射升空。当时，官方新闻仅表示该卫星将用于地理测绘、土地调查和科学研究。

根据这篇新论文，天汇七号卫星搭载了三台高精度的恒星相机和一台红外传感器，在距离地球约500公里的轨道上运行了20小时，以测试这项导航技术；在此过程中，地球被用作模拟木星的参考对象。

这些相机拍摄了天空中的不同区域，而红外传感器则用于观测地球。通过这些数据，卫星能够自行计算出自己的位置和速度；研究人员随后将这些数据与 GPS 数据进行比对，以评估该导航方法的准确性。

“恒星像差”（stellar aberration）并不是一个新概念——这一现象大约在 300 年前就被英国天文学家詹姆斯·布拉德利（James Bradley）发现了。他注意到，当地球绕太阳运动时，恒星在天空中的位置会略微发生变化。

实际上，恒星本身并没有来回移动；它们看起来比实际位置稍微偏前一些，是因为地球正在朝这些恒星的方向移动。

这种效应可以类比成在行驶中的汽车前挡风玻璃上看雨滴：即使雨滴是垂直落下的，但由于汽车在移动，雨滴看起来也会朝向驾驶员倾斜。当地球或航天器在太空中运动时，恒星光线也会产生类似的偏移现象。

虽然这种偏移非常微小，但它是可以预测的。几个世纪以来，在测量恒星位置时都必须对这种效应进行修正。

然而，科学家们后来意识到可以利用这一效应作为导航工具：通过测量恒星位置的偏移量，他们可以反推航天器的运动速度和方向。

2020 年，美国宇航局（NASA）资助了“StarNAV”实验项目，该项目旨在实现极其精确的恒星位置测量，以便利用恒星光线进行导航。所需的测量精度非常高——角度需要以“毫角秒”（milliarcseconds）为单位来衡量；这相当于从 500 公里外观察时，一颗米粒的宽度。

“天辉七号”（Tianhui-7）卫星上的恒星观测相机具有约 50 毫角秒的测量精度。为了使这些测量结果具有实际应用价值，中国研究团队还添加了一个光学参考系统，用于监测相机本身因发射过程中的振动和温度变化而产生的微小位移。

在为期20小时的测试中，研究人员报告称，与GPS数据相比，导航的定位误差约为5公里，速度误差为每秒5米（16.4英尺）。

事后对系统误差的校正将这些数值提高到了优于4公里和每秒4米。但该团队提醒称，木星周围的环境将会非常不同，以及该技术在气态巨星的轨道上是否能表现出同样出色的效果还有待验证。中国也正在研发更精准的新一代千分之一弧秒级星相机。

据中国航天科技集团公司网站2025年发布的一篇文章报道，该原型机已完成研制并通过地面测试。