在深空中,宇航员将像哥伦布和德雷克一样使用天体导航

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Anonim

无论是否自动化,今天的飞机,船只和汽车都非常依赖基于卫星的系统,如GPS,以便四处走动。这个系统对于地球运动非常有意义:三角测量使得任何给定的三颗卫星都能够以惊人的速度和精度精确定位地面上的位置。由于这项技术已被普遍采用,因此人们很容易将导航视为人类已经解决的问题。这在地球上是真实的,在太空中确实是错误的,GPS绝对​​不起作用。那么,我们究竟如何将船舶引导到深空的特定目的地?我们只想说我们要从克里斯托弗·哥伦布的书中偷一页 - 关于天体导航,而不是大规模杀戮。

美国宇航局开发了各种工具,使其能够定位探测器并了解它们相对于地球和其他空间地标的位置。该 新视野 例如,航天器依赖于该机构的深空网络,这是世界上最大和最敏感的电信系统。 DSN基本上是加利福尼亚州,西班牙和澳大利亚的三个设施。每个设施都有巨型无线电天线,便于在外太空中进行极大距离的通信。结合起来,他们允许使用像 新视野 即使在离地球140万英里的地方,也要进入柯伊伯带,与地面控制保持联系。

但是有一个问题。随着我们走得更远,无线电信号将无法被检测到,并且线控飞行将无法工作。当我们开始探索星系内的其他恒星系统时,问题将变成如何引导与地球断开的船只。即使我们能够有效地传递信号,也总是存在系统中断的可能性 - 可能性。如果没有地球连接,深空宇航员或机器人将如何定位?

他们必须向窗外望去。

与古代水手使用星座确定其方向的方式相同,未来宇航员前往未知世界将使用外太空中某些恒星的位置作为它们所在的方位。在某些情况下,这实际上会更容易:人类前往围绕特定恒星运行的特定世界将有一个自然的参考点。但它并不总是那么容易,因为你与这一点的关系几乎没有告诉你关于你在太空中的位置。这就是科学家们说深空探测者需要一个更好的系统的原因。他们想出的最好的主意是什么?使用脉冲星作为信号浮标。

脉冲星是中子星,它以不同的速度旋转和发射辐射束。它们经常发出脉动,每个人的行为几乎就像一个时钟,以毫秒级的步伐。因此,我们的想法是通过根据不同脉冲率跟踪不同脉冲星的位置来创建一个深空GPS型系统,并起草一个导航系统,航天器上的望远镜可以测量这些脉冲的脉冲率,并使用允许航天器准确知道它在太空中的位置的特殊软件。

简而言之,这个想法是通过导航 并通过 通过假设它们之间的固定关系或一致地计算可变性来确定恒星。

同样重要的是要注意你想要一个参考点来开始。在未来,地球将成为参考。不幸的是,地球不是一个能够在星际距离内发光的明亮能量球。因此,我们必须考虑其他属性来衡量,这将使地球易于遵循。有一些牵引力的想法是将磁力计技术增强到遥远的航天器可以通过其磁场“找到”地球的程度。

总体而言,使用恒星航行大水域的教训将在星际太空旅行中发挥重新作用。我认为可以肯定地说这个概念非常浪漫。

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