Dziļā telpā astronauti izmantos Debesu navigāciju kā Kolumbu un Drake

Šodienas lidmašīnas, laivas un automobiļi ir automatizēti vai nē, un tie ir ļoti atkarīgi no satelītu sistēmām, piemēram, GPS. Šī sistēma ir ļoti jēga Zemes kustībai: Triangulācija ļauj jebkuram dotajam trīs satelītiem noteikt vietu uz zemes ar iespaidīgu ātrumu un precizitāti. Tā kā šī tehnoloģija ir tik plaši pieņemta, ir viegli domāt par navigāciju, jo cilvēce jau ir atrisinājusi problēmu. Tas ir taisnība uz Zemes un galīgi nepareizs kosmosā, kur GPS noteikti nedarbojas. Tātad, kā tieši mēs virzīsim kuģus uz konkrētiem galamērķiem dziļā kosmosā? Teiksim tikai teikt, ka mēs nozagsim lapu no Christopher Columbus grāmatas - par debess navigāciju, nevis masveida nogalināšanu.

NASA ir izstrādājusi dažādus rīkus, lai ļautu tai orientēt savus zondes un saprast to atrašanās vietu attiecībā uz Zemes un citiem kosmosa orientieriem. The Jauni horizoni piemēram, kosmosa kuģis balstās uz aģentūras Deep Space Network, pasaulē lielāko un jutīgāko telekomunikāciju sistēmu. DSN pamatā ir trīs iekārtu sērija Kalifornijā, Spānijā un Austrālijā. Katrā objektā ir milzīgas radio antenas, kas atvieglo komunikāciju ārkārtīgi lielos attālumos kosmosā. Kombinēti tie ļauj rīkiem Jauni horizoni uzturēt kontaktus ar zemes vadību pat 1,4 miljonu jūdžu attālumā no Zemes, labi Kuipera joslā.

Bet tur ir nozveja. Kad mēs iet tālāk, radio signāli kļūs neiespējami atklāt un lidojums pa tālruni nedarbosies. Jautājums, kad mēs sākam izpētīt citas galaktikas zvaigznes sistēmas, kļūs par to, kā vadīt kuģus, kas atvienoti no Zemes. Pat ja mēs varam efektīvi pārraidīt signālus, vienmēr pastāv iespēja, ka sistēmas izbeigšana ir iespējama. Kā dziļi kosmosa astronauti vai roboti spētu orientēties bez Zemes savienojuma?

Viņiem ir jāmeklē logs.

Tādā pašā veidā senie jūrnieki izmantoja zvaigznājus, lai noteiktu savu virzienu, nākotnes astronauti, kas ceļo uz nezināmām pasaulēm, izmantos noteiktu zvaigžņu atrašanās vietu kosmosā kā gultņus, kur tie atrodas. Dažos gadījumos tas tiešām būs vieglāk: cilvēkiem, kas virzās uz konkrētu pasauli, kas rotē konkrētā zvaigznē, būs dabisks atskaites punkts. Bet tas ne vienmēr būs tik vienkārši, un nekad nav fantastiska ideja orientēties tikai uz vienu punktu, jo jūsu attiecības ar šo punktu mazliet pastāstīs par jūsu atrašanās vietu kosmosā. Tāpēc zinātnieki saka, ka dziļas kosmosa pētniekiem būs nepieciešama labāka sistēma. Labākā ideja, ar kuru viņi nāk klajā? Izmantojot pulsārus kā signālu bojas.

Pulsars ir neitronu zvaigznes, kas rotē un izstaro starojuma starus dažādos ātrumos. Tie pulsē tik regulāri, ka katrs darbojas gandrīz kā pulkstenis savā milisekundes mērogā. Tātad ideja ir izveidot dziļu kosmosa GPS tipa sistēmu, izsekojot dažādu pulsāru atrašanās vietu, balstoties uz to dažādajiem impulsu ātrumiem, un izstrādātu navigācijas sistēmu, kurā teleskopi uz kosmosa kuģa var izmērīt šo ķermeņu pulsācijas ātrumu un izmantot īpaša programmatūra, kas ļauj kosmosa kuģim precīzi zināt, kur tas ir kosmosā.

Īsi sakot, ideja ir orientēties un caur zvaigznes, pieņemot fiksētu saikni starp tām vai konsekventi aprēķinot mainīgumu.

Ir svarīgi arī atzīmēt, ka vēlaties, lai būtu atskaites punkts, kur jūs sākāt. Un nākotnē Zeme būs šī atsauce. Diemžēl Zeme nav spilgta enerģijas bumba, kas spēj izstarot gaismu starpzvaigžņu attālumos. Tāpēc mums ir jāvirzās uz citām īpašībām, lai novērtētu, kas padarītu Zemi vieglu sekot. Viena ideja, kurai ir zināma vilce, ir palielināt magnetometra tehnoloģiju līdz vietai, kur tālvadības kosmosa kuģis var “atrast” Zemi caur magnētisko lauku.

Kopumā, mācoties no lielajiem ūdeņiem, izmantojot zvaigznes, būs atdzīvināta loma starpzvaigžņu kosmosa braucienos. Es domāju, ka ir droši teikt, ka par šo jēdzienu ir kaut kas brīnišķīgi romantisks.