Замислите сцену: То је не тако далека будућност и човечанство је почело да гради колоније и станишта широм нашег Сунчевог система. Припремамо се да направимо следећи велики корак у непознато - заправо остављајући пријатну заштиту сунчеве хелиосфере и упустимо се у међузвездани простор. Пре него што се та будућност може догодити, постоји важна ствар која се често превиђа у расправама о овој теми.
Навигација
Као што су морнари некада користили звезде за навигацију морем, тако и путници у свемиру могу да користе звезде за навигацију кроз Сунчев систем. Само што ће овог пута звезде које користимо бити мртве. Специфична класа неутронских звезда позната као пулсари, дефинисана поновљеним импулсима зрачења које емитују. Трик је, према недавном раду, можда употреба пулсара као облика интерпланетарног - а можда чак и међузвезданог - ГПС-а.
Теорија и идеја о моторима свемирских летелица има много. Фондације попут Ицарус Интерстеллар снажно заговарају развој нових погонских система, а неки системи као што су ВАСИМР потисници изгледају прилично обећавајуће. У међувремену, очекује се да ће ракете за фузију моћи да одведу путнике на повратку са Земље на Марс за само 30 дана, а истраживачи другде раде на стварним животним варп погонима, за разлику од оних које сви знамо и волимо из филмова.
Интерпланетарни ГПС
Али навигација је подједнако важна. На крају крајева, простор је ратоборан и умишљен углавном. Изгледи да се изгубите у празнини су, искрено, застрашујући.
До данас, то заиста није био проблем, поготово јер смо послали само неколико ствари летења мимо Марса. Као резултат, тренутно користимо неуредан мит-масх техникама како бисмо пратили свемирске летелице одавде на Земљи - у основи их пратимо телескопима, а притом се у великој мери ослањамо на њихову планирану путању. Ово је такође само тачно колико и наши инструменти овде на Земљи, што значи да како се занат све више удаљава, наша идеја о томе где тачно постаје све мање тачна.
То је све добро и добро када имамо само неколико плова за праћење, али када свемирско путовање постане лакше доступно и људи који укључују путнике, усмеравање свега кроз Земљу ће почети да постаје све теже и теже. Ово је посебно случај ако планирамо да напустимо границе наше матичне звезде - Воиагер 2 је тренутно удаљен 14 светлосних сати, што значи да земаљским преносима треба више од пола дана да га достигну.
Кретање Земљом савременом технологијом прилично је једноставно захваљујући низу ГПС сателита које имамо у орбити широм света. Ти сателити непрестано транзитирају сигнале, које заузврат прима ГПС јединица коју можда имате на инструментној табли вашег аутомобила или у вашем џепу. Као и код свих осталих електромагнетских преноса, ти сигнали путују брзином светлости, лагано одгађајући време када су пренесени и када су примљени. Користећи сигнале са 4 или више сателита и одредивши та кашњења, ГПС јединица може прецизно одредити вашу локацију на површини Земље.
Пулсни навигациони систем који су предложили Вернер Бецкер, Мике Бернхардт и Акел Јесснер са Института Мак Планцк, дјелује на врло сличан начин, користећи импулсе које емитују пулсари. Знајући почетни положај и брзину свемирске летјелице, снимајући те импулсе и третирајући Сунце као фиксну референтну тачку, можете израчунати вашу тачну локацију унутар соларног система.
Сматрајући да је Сунце тако фиксирано, технички се назива инерцијалним референтним оквиром, а ако надокнадите кретање Сунца кроз нашу галаксију, систем и даље савршено функционише када напуштате Сунчев систем! Све што требате је да пратите минимум 3 пулсара (у идеалном случају 10, за најтачније резултате), а своју локацију можете прецизно дефинисати са изненађујућом тачношћу!
Занимљиво је да је идеја о кориштењу пулсара као навигацијских светила далеке 1974. године, нарочито након што је Царл Саган користио пулсар да прикаже локацију Земље на плочама причвршћеним на свемирске сонде Пионеер 10 и 11. Да је пројект Даедалус икада био конструисан, можда би био опремљен системом за разлику од оног који је описан овде.
Паковање за дуг пут
Бецкер и његове колеге погледали су различите врсте пулсара видљиве на небу и одабрали тип познат као ротациони пулсари као најбољи тип који се користи за галактички систем за позиционирање. Конкретно, подврста ових познатих као милисекундни пулсари су идеални. Будући да су старији од већине пулсара, они имају слаба магнетна поља, што значи да им треба дуго времена да успоравају брзину центрифуге - што је корисно јер снажно магнетизовани пулсари могу понекад променити брзину ротације без упозорења.
Безброј пулсара које можете бирати поставља се питање како можете опремити свемирски брод да их прате. Пулсар је најлакше уочити било на рендгену или на радио таласу, тако да постоји мали избор који би могао бити бољи. У суштини, све се испоставља да је питање колико је велика свемирска летелица.
Мања возила, више слична модерним свемирским летелицама, било би најбоље користити рендгенске зраке за праћење пулсара. Рендгенска огледала, попут оних која се користе у одређеним орбитираним свемирским телескопима, су компактни и лагани, што значи да се за навигациони систем може додати неколико њих, а да се толико не повећа укупна маса летелице. Они могу имати мањи недостатак што их може лако оштетити извор рендгенских зрака који је превише светла, то не би било проблем осим у неким несрећним околностима.
С друге стране, ако пилотирате велики свемирски брод између планета или чак звезда, вероватно би било боље да користите радио таласе. У радио фреквенцијама знамо много више о начину рада пулсара, као и о томе да их можемо мерити са већим степеном тачности. Једини недостатак је тај што ће радио-телескопи које требате инсталирати на свој брод захтевати површину од најмање 150 м². Али тада, ако вам се десило да летите звездама, таква величина вероватно не би значила велику разлику.
Занимљиво је имати на уму начин на који астрономи често користе аналогију пулсара који су „попут светионика“ када објашњавају зашто изгледају као да пулсирају. Ако се једног дана нађемо помоћу њих као стварних навигацијских помагала, та аналогија може попримити потпуно ново значење!
Слике се овде користе уз љубазно дозволу Адриана Манна из Ицарус Интерстеллара, чија се цела галерија може погледати на мрежи на бисбос.цом
