Космічні апарати використовуватимуть пульсари для навігації

Інженери розробили компактний навігаційний пристрій, дія якого заснована на використанні сигналів пульсарів. Його можна встановлювати на зонди, що досліджуватимуть віддалені куточки Сонячної системи.

Як науковці уявляють собі пульсари
Як науковці уявляють собі пульсари. Джерело: NASA

Нові можливості для космічних апаратів

Вчені розробили нову навігаційну систему для космічних апаратів, яка використовує не сигнали з земних станцій, а пульсари. Новий апарат важитиме всього шість кілограмів і при цьому дозволятиме визначати положення зонда у космосі з точністю у 10 км. Він отримав назву PODIUM.

Оскільки йдеться про обладнання для автоматичних апаратів, що вивчатимуть віддалені планети й регіони Сонячної системи — такі, як Сатурн, Уран, Нептун чи Пояс Койпера — і відстань до них вимірюватиметься сотнями мільйонів кілометрів, точність, яку дозволяє отримати пульсарна навігація, більш ніж достатня.

Зазвичай положення подібних апаратів визначається за допомогою сигналів, що надходять із наземних станцій. Але вони розповсюджуються зі швидкістю світла, тому йдуть до апарата кілька десятків хвилин. Антени, які їх випромінюють, треба весь час коригувати. Все це робить навігацію достатньо складною.

Пульсарна навігація

Пульсари, або ж нейтронні зорі, є залишками наднових. Вони випромінюють дуже потужні радіоімпульси з точно встановленим періодом. Вони розташовані далеко від нас, тому, хоча сигнал від них іде тисячі років, їхнє взаємне положення залишається легко передбачуваним і практично незмінним. Саме ця особливість і дозволяє легко використовувати їх для точної навігації.

Ця ідея не є новою. У 1970-ті роки за межі Сонячної системи відправилися апарати Pioneer і Voyager, які несли на собі послання позаземним цивілізаціям. Але, окрім власне відомостей про Землю та людство, їх золоті таблички містили також положення Сонця відносно14 найяскравіших пульсарів. Тож у разі чого інопланетяни могли б легко знайти нас навіть тисячі років потому.

Чому пульсари не використовували досі?

Але застосовувати пульсари для навігації довгий час не вдавалося. Сигнал від них достатньо слабкий, і надійно приймати його можна було тільки завдяки великим і важким антенам, які просто неможливо встановити на космічний апарат.

Багато років учені працювали над значно меншими пристроями, що могли би вловлювати сигнали нейтронних зір не гірше за великі телескопи. Ще 2018 року на Міжнародній космічній станції було проведено експеримент NICER/SEXTANT. Під час нього апарат розміром із пральну машину зміг точно визначити своє положення у просторі, орієнтуючись на пульсари.

PODIUM матиме ще менші розміри. Автори проєкту сподіваються, що невдовзі його теж випробують у космосі. Можливо, саме такий пристрій буде встановлено на місячній орбітальній станції Gateway.

За матеріалами: phys.org

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine

Випадкова знахідка підтвердила одну з давніх теорій раннього Всесвіту
Вчені відкрили землеподібну планету на відстані 55 світлових років від нас
Телескоп Chandra шукатиме життя біля найближчих до нас зір
Повернення Starliner на Землю затримується ще на чотири дні
Новий трюк для старого телескопа: Hubble відновив наукові спостереження
В уламку скелі знайшли матеріал із протопланетного диска часів формування Сонячної системи
Кожен із нас — центр Всесвіту: парадокс розширення космосу
Молоді зорі кружляють навколо чорної діри, наче рій бджіл
На краю стародавнього кратера: LRO зазнімкував місце посадки місії «Чан’е-6»
Астронавт відмовився виходити у відкритий космос через «незручний скафандр»