Vesmírná navigace využije pulzary pro autonomní řízení plavidel

Budoucí sondy by tak mohly využít pulzary pro navigaci a autonomní navádění, a to podobným způsobem, jako využívají autonomní vozy systém GPS. Výzkumníci totiž už potvrdili, že soustředěné paprsky z pulzarů mohou být využity právě jako signál ze satelitů GPS, a to právě díky tomu, že pravidelnost záblesků z pulzarů je srovnatelná s tikáním atomových hodin. Pulzary jsou navíc ve vesmíru hojně zastoupeny, takže mohou podobně jako jednotlivé GPS satelity poskytnout více než dostatečné množství najednou detekovatelných signálů pro určení polohy. 

 

Dnes se přitom využívá navádění a řízení kosmických sond ze Země a v případě takového Voyageru 1 to znamená kvůli obrovské vzdálenosti kolem 19 hodin zpoždění v rámci pouze jednosměrné komunikace. Nicméně i při cestě na Mars je zpoždění komunikace takové, že vylučuje řízení ze Země v reálném čase, a to třeba při sestupu přistávacích modulů. Než signál doletí z Marsu na Zemi a zpět, uplyne přinejmenším devět minut, během nichž už může být manévr dávno dokončen. I dnes se tak sondy musí spoléhat samy na sebe nebo na pečlivé propočty a přesná navigace by jim mohla manévry velice usnadnit. 

 

nástroj NICER se zrcadly soustřeďující rentgenové paprsky pro zkoumání pulzarů

  

NASA tak nejspíše bude vyvíjet příslušné přístroje, které budou využívat rentgenové záření pulzarů. Možnost navádění s využitím těchto paprsků už byla ověřenena v experimentu SEXTANT (Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology), který dokázal určit pozici objektu pohybujícího se vesmírem rychlostí tisíců kilometrů v hodině. K tomu bylo využito zařízení NICER (Neutron-star Interior Composition Explorer) připevněné na Mezinárodní vesmírné stanici. 

 

Sondy či jiná zařízení ve vesmíru tak budou moci ihned vědět, kde se v daném čase nacházejí, což dle Jasona Mitchella z Goddardova vesmírného centra NASA představuje průlom pro zkoumání hlubokého vesmíru. 

 

NICER na palubě ISS (render)

 

Nástroj NICER je připevněn k ISS od června předchozího roku a využivá pole 52 rentgenových teleskopů pro studium záření v elektromagnetickém spektru, které pulzary vysílají do vesmíru v úzkých kuželech, a to podobně jako majáky. Pro daný experiment SEXTANT byly využity čtyři milisekundové pulzary, jež byly sledovány po dobu dvou dní. Naměřené hodnoty pak byly využity algoritmy experimentu, z nichž nakonec vyšly souřadnice, které byly porovnány s daty systému GPS, který je použitelný i na nízké orbitě.

 

Ve výsledku se pozice určená pulzary lišila maximálně o 16 km (10 mil), což byl stanovený cíl, jejž se podařilo dosáhnout mnohem dříve, než během dvou týdnů vyhrazených pro experiment. Později se podařilo odchylku pozice snížit na pouhých 5 kilometrů, což už je pro vesmírné cesty více než dostatečná přesnost, však jde o systém pro vesmírná plavidla putující mezi cíli vzdálenými od sebe miliony kilometrů.

 

A navíc lze očekávat, že časem bude tento navigační systém ještě přesnější, ale to ukáže další experiment plánovaný ještě na tento rok. Cílem lidí z NASA je ale spíše to, aby vytvořili hardware, který bude menší, méně náročný na energii a potenciálně i citlivější, a to tak, aby mohl být nasazen na každé sondě.