Pulsari kao kosmički svetionici: SEXTANT je nova tehnologija za navigaciju kroz duboki svemir Pulsari kao kosmički svetionici: SEXTANT je nova tehnologija za navigaciju kroz duboki svemir
Međuzvezdana putovanja i dalje su u domenu naučne fantastike, ali taj san od danas dobija malo realniji ton. NASA je razvila sistem za autonomnu... Pulsari kao kosmički svetionici: SEXTANT je nova tehnologija za navigaciju kroz duboki svemir

Međuzvezdana putovanja i dalje su u domenu naučne fantastike, ali taj san od danas dobija malo realniji ton. NASA je razvila sistem za autonomnu navigaciju kroz svemir putem pulsara. NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) je uređaj za merenje zračenja neutronskih zvezda, a SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) je naziv same tehnologije koja pravi proračune za navigaciju putem pulsara.

Vekovima su moreplovci koristili uređaj sekstant i zvezde za navigaciju kroz nepregledna morska prostranstva. Sada su naučnici razvili jedan drugačiji SEXTANT za nova putovanja u neistražene dubine kosmosa.

Otkriće prvog pulsara

Prošlo je pola veka od kad su astronomi uočili prvi pulsar – daleku, mrtvu zvezdu koja je emitovala isprekidano zračenje i pulsirala sa izuzetnom tačnošću. Ovaj signal je bio toliko pravilan i dosledan, da su mnogi u ono vreme verovali kako je po sredi reč o vanzemaljcima. Astronomi su ga u početku iz šale nazvali ” mali zeleni” (LGM-1 “little green men”).

Ubrzo zatim naučnici su počeli da otkrivaju još takvih signala. Sa porastom njihovog broja, počeli su da shvataju da je ipak reč o prirodnij pojavi. Nije trebalo da protekne mnogo vremena da bi se javila i prva ideja o navigaciji putem ovih čudnih kosmičkih svetionika, kada jednog dana u budućnosti putovanje kroz duboki svemir bude moguće.

Taj koncept je opčinio astrofizičare i pisce naučne fantastike. Ideja o autonomnom sistemu navigacije koji bi se oslanjao na svetlost pulsara i sopstvene senzore i algoritme raspalila je maštu Karla Segana i Frank Drejka. Oni su verovali da neka napredna civilizacija, ukoliko postoji, mora poznavati taj način navigacije. Kada su dizajnirali zlatnu pločicu koje će otići u svemir sa na sondi lansiranoj u okviru Pioneer programa, na nju su urezali i lokaciju našeg solarnog sistema u odnosu na 14 pulsara.

Pulsari kao kosmički svetionici: SEXTANT je novi sistem za navigaciju kroz duboki svemir

 

Navigacija putem pulsara

Ovde na Zemlji mi koristimo GPS i GLONASS za navigaciju. Ovaj sistem navigacije se oslanja na mrežu baznih stanica na Zemlji i satelita u njenoj orbiti. Za praćenje letelica u svemiru danas se koristi DSN (Deep Space Network) sistem. Međutim, ovakva navigacija, iako prilično precizna, kratkog je dometa. Tačnije, problem nije toliko odrediti udaljenost letelice, koliko njenu lateralnu poziciju. Što se letelica više udaljava, proračuni postaju sve neprecizniji.

Problem je i brzina putovanja samih radio signala. Što se letelica nalazi dalje, to je potrebno više vremena da isporuči ili primi signal. Osim toga, frekvencije mogu da postanu preopterećene. Za intergalaktičko pozicioniranje misija budućnosti i praćenje letelica na putovanjima kroz duboki svemir ipak su nam potrebni “svetionici” širom svemira.

Navigacija putem pulsara nadomešćuje sve ove mane DSN tehnologije. Letelica opremljena sistemom za skeniranje dubokog svemira u potrazi za pulsarima i pratećim algoritmima za proračunavanje položaja, moći će da, potpuno autonomno i bez komunikacije sa Zemljom, proračuna svoju poziciju.

Pulsari su neutronske zvezde koje emituju zrake. Baš poput svetionika na moru, ova svetlost do nas dopire samo kada je njihov izvor okrenut ka nama. Zbog toga, sa naše tačke gledišta, oni pulsiraju ujednačenim ritmom koji može biti tačan u milisekundu.

 

Nova tehnologija će koristiti milisekundne pulsare za precizno određivanje položaja letelica koje se kreću hiljadama kilometara na čas u svemiru, na sličan način na koji se danas koriste GPS signali za određivanje položaja objekata na zemlji.

Sve se svodi na autonomiju svemirske letelice. To zaista štedi vreme, i daje veći manevarski prostor. Navigacija putem pulsara omogućava svemirskoj misiji da izvodi manevre kakve nikad ne bi mogla da izvede zaviseći od veze sa Zemljom. To bi nam omogućilo slanje letelica iza Sunca, gde se svi signali sa Zemljom prekidaju. U nekoj daljoj budućnosti navigacija putem pulsara će biti ključna za misije na samoj ivici našeg sunčevog sistema i dalje ka dubinama svemira.

Idealno bi bilo opremiti letelice sa nekoliko različitih sistema navigacije, s obzirom da nijedan navigacioni sistem nije bez mane. NASA paralelno sa tehnologijom za navigaciju putem pulsara zato razvija i druge sisteme za kosmičku navigaciju.

Demonstracija NICER i SEXTANT tehnologije

“Još u ono vreme ljudi su znali da pulsari mogu imati ulogu svetionika” – izjavio je Keith Gendrea, astrofizičar svemirskog centra Goddard pri NASA-i. Međutim, tek nedavno je ova mogućnost izašla iz domena naučnofantastičnih serija poput Zvezdanih Staza (Star Trek) i postala naša realnost.

Gendreau i njegov tim izveli su prošlog Novembra demonstraciju rada instrumenta NICER. Ovo je uređaj za merenja zračenja neutronskih zvezda (a ne samo pulsara), opremljen sa 52 rentgenska teleskopa (teleskopa za praćenje X zraka) i prikačen je na Internacionalnu Svemirsku Stanicu.

U Novembru prošle godine NICER je tokom dva dana merio elektromagnetna zračenja 4 milisekundna pulsara čije je pulsiranje toliko ujednačeno da se može predvideti precizno u mikrosekundu godinama u budućnosti.

Podatke je zatim obradila SEXTANT tehnologija i putem specijalnih algoritama odredila poziciju svemirske stanice. Rezultati su odmah upoređeni sa rezultatima dobijenim putem GPS sistema.

NASA je u izjavi za medije istakla da “izvedena demonstracija predstavlja veliki prodor za buduća istraživanja dubokog svemira”.

Ovaj sistem je uspeo da utvrdi lokaciju pri brzini od 27.300 km na sat sa približnošću od 4.8km, što je za sad sasvim dovoljno kada je reč o kosmičkim razmerama.

Izuzetno precizni istemi poput GPS-a su korisni na Zemlji, ali ovaj nivo preciznosti nam nije neophodan za navigaciju dubokim svemirom, gde se rastojanja mere milionima kilometara. “U dubokom svemiru se nadamo dostizanju preciznosti od stotinu metara” – rekao je menadžer projekta SEXTANT Jason Mitchell.

Sve prednosti navigacije putem pulsara postaće najočiglednije tek kada se ova tehnologija primeni na duboki svemir. Za merenja u našoj neposrednoj blizini imamo i preciznije metode, ali kako budemo odmicali dalje u svemir, SEXTANT će tek pokazati svoj pun potencijal, veruje NASA.

NiT

Smoux

Filozof, stargejzer, zanesenjak i probisvet, zaljubljenik u naučnu fantastiku, horor i nauku, u postavljanje pitanja i traženje odgovora, u umetnost i sve što oslobađa um, donosi prosvetljenje i razvejava dogmatski mrak...

No comments so far.

Be first to leave comment below.

Your email address will not be published. Required fields are marked *

7 + seven =