COLUMBUS, Ohio - Ulkotila hehkuu kirkkaalla röntgenvalonsummalla, joka tulee kaikkialta kerralla. Mutta vertaa huolellisesti sumuun, ja heikot, säännölliset pimennykset tulevat näkyviin. Nämä ovat millisekunnin pulssereita, kaupunkikokoisia neutronitähtiä, jotka pyörivät uskomattoman nopeasti ja ammuttavat röntgensäteet universumiin säännöllisemmin kuin edes tarkimmat atomikellat. Ja NASA haluaa käyttää niitä navigoidakseen koettimia ja miehitettyjä aluksia syvän avaruuden läpi.
Kansainväliseen avaruusasemalle (ISS) asennettua teleskooppia, Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), on käytetty kehittämään upouusi tekniikka, jolla on lyhyen aikavälin käytännölliset sovellukset: galaktinen paikannusjärjestelmä, NASA: n tutkija Zaven Arzoumanian kertoi fyysikoille. Sunnuntai (15. huhtikuuta) American Physical Society -konferenssin huhtikuun kokouksessa.
Tällä tekniikalla "Voit lankata neulaa päästäksesi kiertoradalle disanttisen planeetan kuun ympäri sen sijaan, että suorittaisi flyby", Arzoumian kertoi Live Science: lle. Galaktinen paikannusjärjestelmä voisi tarjota myös "varavarmuuden, niin että jos miehitetyt operaatiot menettävät yhteyden Maahan, aluksella olisi silti autonominen navigointijärjestelmä".
Tällä hetkellä sellaisia liikkeitä, jotka navigaattorien tarvitsisi asettaa koetin kiertoradalle kaukaisten kuukausien ympärille, ovat raja-alueet mahdoton. Avaruuden laajuudessa ei ole vain mahdollista selvittää laivan sijaintia riittävän tarkasti moottorin ampumiseen oikein. Se on iso osa miksi niin monet NASA: n kuuluisimmista planeetta-operaatioista - Voyager 1, Juno ja New Horizons heidän joukossaan - ovat olleet lentäviä, joissa avaruusalukset ovat lentäneet lähellä suuria planeettakohteita, mutta juuri niiden ohi.
Maan luottaminen navigointiin on ongelma myös miehitetyille operaatioille, Arzoumian sanoi. Jos signaali, joka yhdistää maapallon ja kaukana olevan avaruusaluksen, kuten pitkä ja kireä lanka, katoaa jollakin tavalla, astronautit olisivat kovaa painettavat löytämään tiensä kotiin Marsista.
Tässä on kuinka galaktinen paikannusjärjestelmä toimisi
Galaktinen paikannusjärjestelmä menisi pitkälle kohti ongelman ratkaisemista, Arzoumian sanoi, vaikka varoitti, että hän onkin enemmän Pulsar-asiantuntija kuin navigaattori. Ja se toimisi paljon, kuten älypuhelimesi GPS (Global Positioning System).
Kun puhelin yrittää määrittää sijaintinsa avaruudessa, kuten Live Science on aiemmin ilmoittanut, se kuuntelee radionsa avulla täsmällisten kellosignaalien tikittämistä, jotka tulevat GPS-satelliittikokoelmasta Maan kiertoradalla. Puhelimen GPS käyttää sitten näiden pisteiden välisiä eroja selvittääkseen etäisyytensä kustakin satelliitista, ja käyttää näitä tietoja kolioidakseen oman sijaintinsa avaruudessa.
Puhelimesi GPS toimii nopeasti, mutta Arzoumian sanoi, että galaktinen paikannusjärjestelmä toimisi hitaammin - käyttäen aikaa, joka tarvitaan pitkien syvän avaruuden läpi kulkemiseen. Se olisi pieni, kääntyvästi asennettu röntgen kaukoputki, joka näyttäisi paljon kuin iso, tilaa vievä NICER, joka olisi riisuttu pienimpiin osiinsa. Yksi toisensa jälkeen se osoittaisi ainakin neljä millisekunnin pulssia, ajoittaen niiden röntgen "punkit" kuten GPS kertaa satelliittien punkit. Kolme pulssureista kertoisi avaruusaluksen sijainnistaan avaruudessa, kun taas neljäs kalibroi sisäisen kellonsa varmistaakseen, että se mittaa muut oikein.
Arzoumian totesi, että galaktisen paikannusjärjestelmän taustalla oleva käsite ei ole uusi. Kuuluisaan kultarekisteriin, joka oli kiinnitetty molemmille Voyager-avaruusaluksille, oli pulsaarikartta, joka osoittaa muukalaisia, jotka jonakin päivänä kohtaavat sen takaisin planeetalle Maa.
Mutta tämä olisi ensimmäinen kerta, kun ihmiset ovat todella käyttäneet pulsaareja navigointiin. Jo Arzoumian sanoi, että hänen tiiminsä on onnistunut käyttämään NICERiä seuraamaan ISS: ää avaruudessa.
NASA: n röntgenajoituksen ja navigoinnin Station Explorer (SEXTANT) -ohjelman, joka oli galaktisen paikannusjärjestelmän takana oleva ryhmä, tavoitteena oli seurata ISS 6,2 mailin (10 kilometrin) sisällä kahden viikon kuluessa, Arzoumian sanoi.
"Se mitä marraskuun mielenosoitus saavutti, oli enemmän kuin 7 kilometriä kahdessa päivässä", hän sanoi.
Seuraava ohjelman tavoite on seurata asemaa 3 km: n etäisyydelle, hän sanoi. Hän sanoi, että lopulta joukkue toivoo saavansa alle 0,6 mailin tarkkuuden.
"Uskon, että voimme päästä sen yli, mutta en tiedä kuinka pitkälle", hän sanoi.
Ja kaikki on matalan maapallon kiertoradalla, hän sanoi, kun asema pyörähti villissä, arvaamattomissa ympyröissä ja puolet taivaasta jätti jättiläinen planeetta, joka peitti erilaisia pulsaareja 45 minuutin välein. Hänen mukaansa syvässä avaruudessa, jossa on toiminnallisesti rajoittamaton näkökenttä ja jossa asiat liikkuvat enimmäkseen ennustettavissa olevilla suoraviivoilla, tehtävä on paljon helpompaa.
Arzoumianin mukaan muut NASA: n ryhmät ovat jo ilmaisseet kiinnostuksensa rakentaa galaktisen paikannusjärjestelmän projektiinsä. Hän kieltäytyi sanomasta mitä, haluamatta puhua heidän puolestaan. Mutta näyttää todennäköiseltä, että voimme nähdä tällaisen futuristisen laitteen toiminnassa lähitulevaisuudessa.
