美国宇航局先进概念研究所（NIAC）近期发布了一份关于宇宙定位系统（CPS）的第一阶段研究报告，提出通过部署分布在太阳系的卫星网络，为测量宇宙膨胀速率提供新的技术路径。该报告已提交至arXiv预印本服务器。

宇宙定位系统的概念源于对“哈勃张力”问题的探讨。哈勃常数是描述宇宙当前膨胀速率的关键参数，但不同测量方法得出的数值存在差异。利用宇宙微波背景辐射测得的数值约为67.4公里/秒/百万秒差距，而通过造父变星和超新星观测得到的数值则接近73公里/秒/百万秒差距。这种不一致性影响了天文学家对遥远天体距离和年龄的估算精度。

宇宙定位系统旨在提供更直接的测量手段。该系统计划由五颗卫星组成，均匀分布在太阳系中，卫星之间的基线距离在20至100天文单位之间（1天文单位约为地球到太阳的距离）。这些卫星将采用类似于GPS的三角测量技术，通过精确监测光子等信号在卫星间传播的时间，直接推算遥远天体的距离。理论上，足够长的基线和足够高的时间精度，有助于更准确地确定信号来源。

要实现这一构想，需解决多项工程技术挑战。每颗卫星需配备直径8至9米的可展开式天线，以适应火箭整流罩的尺寸限制。卫星还需冷却至较低温度以降低热噪声，远离太阳的位置有助于被动散热，但可能仍需主动冷却系统支持。

计时精度是宇宙定位系统的核心要素之一。项目团队建议采用与NASA深空原子钟类似的时钟技术，该原子钟曾在2019年至2021年的STP-2任务中得到验证。为适应宇宙定位系统的需求，需对其进一步小型化并降低功耗，以应对太阳系边缘电力供应有限的环境。此外，系统可能需配备放射性同位素热发生器补充电力，并使用高速模数转换器处理信号数据。

除了助力哈勃常数测量，宇宙定位系统还可支持多项辅助研究，包括分析暗物质分布、探测微赫兹频段的引力波（如来自超大质量黑洞双星的信号），以及通过航天器引力数据研究柯伊伯带及假设存在的第九行星。

需要指出的是，宇宙定位系统目前仍处于概念研究阶段。NIAC的职能是评估前沿技术的可行性，该项目尚未获得后续资金支持，未来能否进入工程实施阶段仍存在不确定性。该报告表明，从运行原理上看，宇宙定位系统具备可行性，但其从纸面构想走向实际部署，仍需进一步的技术研发和资金投入。

出版详情：作者：Matthew McQuinn等人，标题：《NIAC 项目报告：太阳系尺度甚长基线干涉测量将显著提高宇宙学距离测量精度》，发表于：arXiv (2026)。期刊信息： arXiv