GPS w kosmosie – nawigacja przy pomocy pulsarów

Brytyjscy naukowcy poinformowali o przełomie w pracach nad rozwojem systemów nawigacji w przestrzeni pozaziemskiej. Przedmiotem rosnącego zainteresowania badaczy jest metoda bazująca na odbiorze sygnałów wysyłanych przez pulsary – odległe ciała niebieskie.

Pulsar to gwałtownie wirująca gwiazda neutronowa o silnym polu magnetycznym, która emituje kierunkową wiązkę promieniowania elektromagnetycznego z wysoką częstotliwością i w równych odstępach czasu. Pulsary są pozostałością po masywnych gwiazdach, które zdążyły zużyć swoje zasoby paliwa wodorowego. Okazało się, że pulsary są użyteczne przy ustalaniu względnego położenia obiektów we Wszechświecie. Ich właściwości wykorzystano m. in. przy tworzeniu słynnej kosmicznej „mapy” wysłanej w kosmos na pokładach sond Voyager i Pioneer. Do 2009 roku znano niemal 1900 pulsarów, a pierwszy odkryto w 1967 roku. Wcześniej uważano, że regularny sygnał jest sztucznego pochodzenia. Dzisiaj wiadomo, że odpowiadają za to właśnie pulsary.

Właściwości tych niezwykłych ciał niebieskich stały się podstawą badań nad autonomicznymi układami orientacji w przestrzeni kosmicznej. Pracują nad tym m.in. brytyjscy naukowcy z Uniwersytetu w Leicester oraz lokalnego Narodowego Laboratorium Fizycznego. Projekt badawczy nosi nazwę XNAV i zakłada stworzenie pokładowego systemu nawigacji, opierałby się o odbiór promieniowania wysyłanego przez pulsary w paśmie rentgenowskim. Głównym założeniem jest niezależne śledzenie i korygowanie pozycji pojazdu w przestrzeni trójwymiarowej w oparciu o wybrane punkty odniesienia. Pomiar byłby prowadzony z pokładu statku kosmicznego za pomocą instrumentów nawigacyjnych i teleskopów.

Obecnie nawigacja w przestrzeni kosmicznej opiera się na łączności z globalną siecią naziemnych stacji komunikacji radiowej, takich jak NASA Deep Space Network (DSN) i ośrodek Europejskiej Agencji Kosmicznej, ESTRACK. Wymaga to ciągłego utrzymywania kontaktu z Ziemią, by umożliwić prawidłowe wykonywanie manewrów w trakcie całej misji. Wiąże się to jednak z opóźnieniami transmisji oraz utrzymywaniem kosztownej i bardzo rozbudowanej infrastruktury na Ziemi. Dlatego też nawigacja oparta o pulsary będzie o wiele wygodniejsza i bardziej miarodajna. Nie będzie też potrzebowała stałego kontaktu z Ziemią.

źródłó: space24.pl