Jak sondy i statki kosmiczne mogą w przyszłości nawigować w przestrzeni kosmicznej, z dala od Ziemi i bez łączności z naszą planetą? Jednym z możliwych rozwiązań jest system nawigacji za pomocą impulsów pulsarów.

W celu sprawdzenia, czy milisekundowe pulsary mogą posłużyć do określenia położenia sondy poruszającej się w przestrzeni kosmicznej, zespół inżynierów z NASA przeprowadził test tej technologii nawigacji. W tym celu wykorzystano zamontowany na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej instrument NICER (NASA’s Neutron-star Interior Composition Explorer), który obserwuje wszystkie typy gwiazd neutronowych.

Test pod nazwą SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology) trwał dwa dni i polegał na porównaniu informacji uzyskanych z obserwacji pulsarów względem przewidywanego modelu ruchu Stacji Kosmicznej. W tym celu NICER został skierowany na cztery milisekundowe pulsary o oznaczeniach J0218+4232, B1821-24, J0030+0451 i J0437-4715, których rotacja jest na tyle stabilna, że wysyłane impulsy mogą być przewidziane z dokładnością do mikrosekund na przestrzeni kilku lat. NICER przeprowadził 78 pomiarów i porównał dane o czasie, pochodzące z impulsów do modelu ruchu. W ten sposób została uzyskana informacja dla systemu nawigacji.

NICER obserwuje gwiazdy neutronowe.

Przeprowadzony test udowodnił, że niezależny system nawigacji oparty na obserwacji pulsarów pozwala na lokalizację obiektu poruszającego się z prędkością 17 500 k/h z dokładnością do 16-kilometrowego promienia. Kolejny test przewidziany jest w późniejszym okresie w tym roku. A w przyszłości? Przed inżynierami stoją wyzwania – zmniejszenie wagi, rozmiarów, wymagań zasilania i zwiększeniu czułości instrumentów całego systemu nawigacji – wszystko, aby system stał się dostępny dla sond i by mógł współpracować z dotychczas dostępnymi rozwiązaniami radiowymi i optycznymi.

Autor

Agata Senczyna
Agata Senczyna

Członek Klubu Astronomicznego "Almukantarat".