GPSが使えなくても星が道しるべに：中国、極超音速兵器向け天体航法システムを開発

極超音速における星明かりの歪みという問題

機体がマッハ5以上の速度で飛行すると、機体周囲に高密度の衝撃波と熱的境界層が発生します。これらの空力効果により、入射する星の光は通常の恒星センサーでは処理できない方法で屈折します。同時に、この境界層は強い熱放射を生み出し、星からの微弱な信号をかき消してしまう可能性があります。これまでの極超音速機向け星ベース航法の試みは、この歪みをリアルタイムで補正できなかったために失敗していました。

解決策：星明かりの屈折を予測する

広東の研究チームは、この屈折を予測・補正する方法を開発し、センサーが恒星のパターンを確実に捉え続けられるようにしました。彼らは以下を構築しました：

• 放射線耐性を備えたプロトタイプ恒星センサー
• 星明かりが極限状態でどのように屈折するかをモデル化するための放射線データベースとシミュレーションソフトウェア
• 高速時の歪みに最適化された星図識別アルゴリズム

このシステムは、干渉の多い環境でも80%以上の認識率を達成し、干渉のない状態では99%を超える星パターン認識率を記録しました。このプロジェクトは2026年8月10日に最終専門家レビューを通過しました。

天体航法の仕組み

天体航法は、星を固定された基準点として使用し、機体の位置と姿勢を決定します。星の自然で予測可能な動きを追跡することで、センサーは外部信号を一切必要とせずに機体の位置を計算できます。このシステムは衛星、地上局、無線放射を必要とせず、完全にパッシブです。

従来の航法システムとの比較

なぜこれが重要なのか

GPSや北斗の信号は電子戦に対して脆弱です。これらの信号は微弱で妨害されやすく、敵対者による偽装（スプーフィング）も可能です。マッハ5以上の速度で飛行する極超音速兵器は目標到達までの時間が短いため、正確な航法が極めて重要です。純粋な慣性航法装置（INS）は時間経過とともにドリフトし、極超音速ではそのドリフトが大きな照準誤差につながります。

星ベースのシステムは、自律性と妨害耐性においてINSと同等でありながら、天体観測によって慣性ドリフトを補正できるという利点を追加します。これにより、衛星信号を一切必要とせずに長距離精度を提供します。トレードオフとして光学条件への依存とマッハ5以上での大気屈折を正確に予測する必要性がありますが、これこそが本研究が解決したと主張する核心的な技術的障壁であったようです。