В глубоком космосе астронавты будут использовать небесную навигацию, как Колумб и Дрейк

Автоматизированные или нет, современные самолеты, лодки и автомобили сильно зависят от спутниковых систем, таких как GPS, для перемещения. Эта система имеет большое значение для движения Земли: триангуляция позволяет любому заданному трем спутникам точно определять местоположение на земле с впечатляющей скоростью и точностью. Поскольку эта технология получила столь широкое распространение, навигацию легко представить как проблему, которую человечество уже решило. Это верно на Земле и окончательно неверно в космосе, где GPS определенно не работает. Итак, как именно мы будем направлять корабли к определенным пунктам назначения в глубоком космосе? Скажем так, мы собираемся украсть страницу из книги Христофора Колумба - о небесной навигации, а не о массовых убийствах.

НАСА разработало множество инструментов, позволяющих ему ориентировать свои зонды и понимать их местоположение относительно Земли и других космических ориентиров. Новые горизонты космический корабль, например, опирается на глубокую космическую сеть агентства, крупнейшую в мире и наиболее чувствительную телекоммуникационную систему в мире. DSN представляет собой серию из трех объектов в Калифорнии, Испании и Австралии. У каждого объекта есть гигантские радиоантенны, которые облегчают связь на очень больших расстояниях в космосе. В сочетании они позволяют такие инструменты, как Новые горизонты оставаться на связи с наземным управлением даже на расстоянии 1,4 миллиона миль от Земли, вплоть до пояса Койпера.

Но тут есть подвох. Когда мы пойдем дальше, радиосигналы станут невозможными для обнаружения, и проводная связь не будет работать. Когда мы начнем исследовать другие звездные системы в галактике, вопрос будет заключаться в том, как управлять кораблями, отсоединенными от Земли. Даже если мы сможем эффективно передавать сигналы, всегда существует вероятность - в действительности - вероятность сбоя системы. Как астронавты или роботы из космоса смогут ориентироваться без земной связи?

Они должны смотреть в окно.

Точно так же, как древние моряки использовали созвездия для определения своего направления, будущие астронавты, путешествующие в неизвестные миры, будут использовать местоположение определенных звезд в космическом пространстве в качестве ориентира для того, где они находятся. В некоторых случаях это будет на самом деле проще: люди, направляющиеся в определенный мир вокруг орбиты конкретной звезды, будут иметь естественную точку отсчета. Но это не всегда будет так просто, и никогда не бывает фантастической идеей ориентироваться вокруг одной точки, потому что ваши отношения с этой точкой мало что говорят вам о вашем местонахождении в пространстве. Вот почему ученые говорят, что исследователям дальнего космоса понадобится лучшая система. Лучшая идея, которую они придумали? Использование пульсаров в качестве сигнальных буев.

Пульсары - это нейтронные звезды, которые вращают и испускают пучки излучения с различными скоростями. Они пульсируют так регулярно, что каждый из них действует почти как часы в своем собственном темпе в миллисекундах. Таким образом, идея состоит в том, чтобы создать систему типа GPS в дальнем космосе путем отслеживания местоположения различных пульсаров на основе их разных частот импульсов и составления проекта навигационной системы, в которой телескопы на космическом корабле могут измерять частоты пульсаций этих тел и использовать специальное программное обеспечение, позволяющее космическому кораблю точно знать, где он находится в космосе.

Короче говоря, идея заключается в и через звезды, предполагая фиксированную связь между ними или последовательно вычисляя изменчивость.

Также важно отметить, что вы хотите иметь точку отсчета, с которой вы начали. И в будущем Земля будет той ссылкой. К сожалению, Земля не является ярким энергетическим шаром, способным излучать свет на межзвездных расстояниях. Таким образом, мы должны обратить внимание на другие свойства, чтобы измерить, чтобы было легче следовать Земле. Одна идея, которая имеет некоторую тягу, состоит в том, чтобы расширить технологию магнитометра до точки, где отдаленный космический корабль может «найти» Землю через ее магнитное поле.

В целом, уроки навигации по большим водам с использованием звезд будут играть оживленную роль в межзвездном космическом путешествии. Я думаю, можно с уверенностью сказать, что в этом понятии есть что-то удивительно романтичное.