Инженеры разработали компактное навигационное устройство, действие которого основано на использовании сигналов пульсаров. Его можно устанавливать на зонды, исследующие отдаленные уголки Солнечной системы.
Новые возможности для космических аппаратов
Ученые разработали новую навигационную систему для космических аппаратов, использующую не сигналы наземных станций, а пульсары. Новый прибор будет весить всего шесть килограммов и при этом позволит определять положение зонда в космосе с точностью в 10 км. Он получил название PODIUM.
Поскольку речь идет об оборудовании для автоматических аппаратов, которые будут изучать удаленные планеты и области Солнечной системы — такие, как Сатурн, Уран, Нептун или Пояс Койпера — и расстояние до них будет измеряться сотнями миллионов километров, точности, которую позволяет получить пульсарная навигация, более чем достаточно.
Обычно определение положения подобных аппаратов осуществляется по сигналам, поступающим со станций на Земле. Но они распространяются со скоростью света и идут к аппарату несколько десятков минут. Антенны, которые их излучают, нужно постоянно корректировать. Все это делает навигацию достаточно сложной.
Пульсарная навигация
Пульсары, или нейтронные звезды, являются остатками сверхновых. Они излучают мощные радиоимпульсы с точно установленным периодом. Находятся они далеко от нас, поэтому, хотя сигнал от них идет тысячи лет, их взаимное расположение остается легко предсказуемым и практически неизменным. Именно эта особенность позволяет легко использовать их для точной навигации.
Эта идея не нова. В 1970-е годы за пределы солнечной системы отправились аппараты Pioneer и Voyager, несущие на себе послание внеземным цивилизациям. Но, помимо сведений о Земле и человечестве, их золотые таблички содержали также информацию о положении Солнечной системы относительно 14 самых ярких пульсаров. То есть в случае чего инопланетяне могли бы легко нас найти даже тысячи лет спустя.
Почему пульсары не использовали до сих пор?
Но применять пульсары для навигации долгое время не удавалось. Сигнал от них достаточно слаб и надежно принимать его можно было только благодаря большим и тяжелым антеннам, которые просто невозможно установить на космический аппарат.
Поэтому многие годы ученые работали над значительно меньшими устройствами, способными улавливать сигналы нейтронных звезд не хуже больших телескопов. Еще в 2018 году на Международной космической станции был проведен эксперимент NICER/SEXTANT. Во время него аппарат размером с стиральную машину смог точно определить свое положение в пространстве, ориентируясь на пульсары.
PODIUM будет иметь еще меньшие размеры. Авторы проекта надеются, что вскоре его тоже испытают в космосе. Возможно, именно такое устройство установят на лунной орбитальной станции Gateway.
По материалам: phys.org
Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!
Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine
