Astronom właśnie opracował system nawigacji dla międzygwiezdnych podróży kosmicznych
Mamy rok 2021 i w końcu doczekaliśmy się nawigacji międzygwiezdnej. Teraz nie musimy się tak bardzo martwić, że nasz statek kosmiczny zgubi się w przestrzeni międzygwiezdnej.
Międzygwiezdna nawigacja
Wykorzystując pozycje i zmienne światło gwiazd, astronom Coryn A.L. Bailer-Jones wykazał, że autonomiczna nawigacja dla statków kosmicznych podróżujących poza Układ Słoneczny jest wykonalna.
W ciągu ostatniej dekady instrumenty stworzone przez człowieka weszły w przestrzeń międzygwiezdną. W 2012 roku Voyager 1 po raz pierwszy przekroczył granicę Układu Słonecznego, zwaną heliopauzą.
W 2018 roku dołączył Voyager 2, a wkrótce zawędruje tam New Horizons oraz inne sondy. W miarę jak te instrumenty oddalają się od macierzystej planety, komunikacja z Ziemią trwa coraz dłużej.
Podczas podróży do najbliższych gwiazd sygnały będą o wiele za słabe, a lekkie czasy przelotu będą rzędu lat. Międzygwiezdny statek kosmiczny będzie zatem musiał nawigować autonomicznie i wykorzystać te informacje, aby zdecydować, kiedy wprowadzić korekty kursu lub włączyć instrumenty. Taki statek kosmiczny musi być w stanie określić swoją pozycję i prędkość, korzystając jedynie z pomiarów pokładowych. – wyjaśnia Bailer-Jones
Galaktyczny GPS
New Horizons znajduje się około 14 godzin świetlnych od Ziemi, więc wysłanie i odebranie sygnału zajmuje 28 godzin. System jest problematyczny, a na większych odległościach może okazać się zawodny.
Bailer-Jones, który pracuje w Instytucie Astronomii im. Maxa Plancka, nie jest pierwszym, który pomyślał o międzygwiezdnej nawigacji. NASA również nad tym pracuje, wykorzystując regularne pulsacje martwych gwiazd jako podstawę galaktycznego GPS.
Metoda NASA może jednak być obarczona błędami. Dzięki katalogowi gwiazd Bailer-Jones był w stanie wykazać, że możliwe jest obliczenie współrzędnych statku kosmicznego w sześciu wymiarach z dużą dokładnością.
Gdy statek kosmiczny oddala się od Słońca, obserwowane pozycje i prędkości gwiazd zmienią się w stosunku do tych w katalogu ziemskim z powodu paralaksy, aberracji i efektu Dopplera. Mierząc tylko odległości kątowe między parami gwiazd i porównując je z katalogiem, możemy wnioskować o współrzędnych statku kosmicznego poprzez iteracyjny proces modelowania w przód.
Pierwszy krok
Dzięki zaledwie 20 gwiazdom system może określić położenie i prędkość statku kosmicznego z dokładnością do 3 jednostek astronomicznych i 2 kilometrów na sekundę. Dokładność można także poprawić.
Jest jednak kilka problemów, które nadal należy rozwiązać. System nie wziął pod uwagę gwiazd binarnych. Mimo wszystko Bailer-Jones udowodnił, że można to zrobić, co jest pierwszym krokiem w kierunku urzeczywistnienia systemu. Dosłownie niebo jest granicą.
