Φανταστείτε τη σκηνή: Είναι το όχι πολύ μακρινό μέλλον και η ανθρωπότητα έχει αρχίσει να κατασκευάζει αποικίες και ενδιαιτήματα σε όλο το ηλιακό μας σύστημα. Ετοιμαζόμαστε να κάνουμε αυτό το επόμενο μεγάλο βήμα προς το άγνωστο – στην πραγματικότητα αφήνοντας τη ζεστή προστασία του Ήλιου ηλιόσφαιρα και εξορμώντας στο διαστρικό διάστημα. Ωστόσο, πριν συμβεί αυτό το μέλλον, υπάρχει ένα σημαντικό πράγμα που συχνά παραβλέπεται στις συζητήσεις για αυτό το θέμα.
Πλοήγηση.
Ακριβώς όπως κάποτε οι ναυτικοί χρησιμοποιούσαν τα αστέρια για να περιηγηθούν στη θάλασσα, οι ταξιδιώτες του διαστήματος μπορεί να μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα αστέρια για να πλοηγηθούν στο ηλιακό σύστημα. Εκτός από το ότι αυτή τη φορά, τα αστέρια που θα χρησιμοποιούσαμε θα είναι νεκρά. Μια συγκεκριμένη κατηγορία αστέρια νετρονίων γνωστός ως πάλσαρ , που ορίζεται από τους επαναλαμβανόμενους παλμούς ακτινοβολίας που εκπέμπουν. Το κόλπο, σύμφωνα με ένα πρόσφατο έγγραφο, μπορεί να είναι η χρήση πάλσαρ ως μια μορφή διαπλανητικού – και πιθανώς ακόμη και διαστρικού – GPS.
Οι θεωρίες και οι ιδέες για τους κινητήρες των διαστημικών σκαφών είναι άφθονες. Ιδρύματα όπως Icarus Interstellar υποστηρίζουν ένθερμα την ανάπτυξη νέων συστημάτων πρόωσης, με ορισμένα συστήματα όπως το VASIMR Οι προωθητές εμφανίζονται μάλλον πολλά υποσχόμενοι. Εν τω μεταξύ, οι πύραυλοι σύντηξης αναμένεται να μπορούν να μεταφέρουν επιβάτες σε ένα ταξίδι μετ' επιστροφής από τη Γη στον Άρη σε μόλις 30 ημέρες , και ερευνητές αλλού είναι δουλεύοντας σε δίσκους warp στην πραγματική ζωή , όχι σε αντίθεση με αυτά που όλοι γνωρίζουμε και αγαπάμε από τις ταινίες.
Διαπλανητικό GPS
Για το Voyager 2, στην άκρη του ηλιακού μας συστήματος, οι συμβατικές μέθοδοι πλοήγησης δεν λειτουργούν πολύ καλά. Πίστωση: NASA
Αλλά η πλοήγηση είναι εξίσου σημαντική. Άλλωστε, ο χώρος είναι απέραντος και κυρίως άδειος. Η προοπτική να χαθείτε στο κενό είναι, ειλικρινά, τρομακτική.
Μέχρι σήμερα, αυτό δεν ήταν πραγματικά πρόβλημα, ιδιαίτερα επειδή έχουμε στείλει μόνο μια μικρή χούφτα σκάφη πέρα από τον Άρη. Ως αποτέλεσμα, επί του παρόντος χρησιμοποιούμε έναν ακατάστατο συνδυασμό τεχνικών για να παρακολουθούμε τα διαστημόπλοια από εδώ στη Γη – ουσιαστικά παρακολουθώντας τα με τηλεσκόπια ενώ βασιζόμαστε σε μεγάλο βαθμό στην προγραμματισμένη τροχιά τους. Αυτό είναι επίσης τόσο ακριβές όσο τα όργανά μας εδώ στη Γη, πράγμα που σημαίνει ότι όσο ένα σκάφος απομακρύνεται, η ιδέα μας για το πού ακριβώς βρίσκεται γίνεται όλο και λιγότερο ακριβής.
Όλα αυτά είναι καλά όταν έχουμε μόνο λίγα σκάφη για παρακολούθηση, αλλά όταν τα διαστημικά ταξίδια γίνονται πιο εύκολα εφικτά και εμπλέκονται ανθρώπινοι επιβάτες, η δρομολόγηση των πάντων μέσω της Γης θα αρχίσει να γίνεται όλο και πιο δύσκολη. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα αν σκοπεύουμε να φύγουμε από τα όρια του αστεριού μας – Ταξιδεύοντας 2 είναι επί του παρόντος πάνω από 14 ώρες φωτός μακριά, πράγμα που σημαίνει ότι οι εκπομπές με βάση τη Γη χρειάζονται πάνω από μισή ημέρα για να φτάσουν σε αυτήν.
Η πλοήγηση στη Γη με τη σύγχρονη τεχνολογία είναι αρκετά απλή χάρη στη σειρά δορυφόρων GPS που έχουμε σε τροχιά γύρω από τον κόσμο μας. Αυτοί οι δορυφόροι διαβιβάζουν συνεχώς σήματα τα οποία, με τη σειρά τους, λαμβάνονται από τη μονάδα GPS που μπορεί να έχετε στο ταμπλό του αυτοκινήτου σας ή στην τσέπη σας. Όπως συμβαίνει με όλες τις άλλες ηλεκτρομαγνητικές μεταδόσεις, αυτά τα σήματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, δίνοντας μια μικρή καθυστέρηση μεταξύ της μετάδοσής τους και της λήψης τους. Χρησιμοποιώντας τα σήματα από 4 ή περισσότερους δορυφόρους και χρονομετρώντας αυτές τις καθυστερήσεις, μια μονάδα GPS μπορεί να εντοπίσει την τοποθεσία σας στην επιφάνεια της Γης με αξιοσημείωτη ακρίβεια.
Το διαστημόπλοιο Icarus Pathfinder περνά από τον Ποσειδώνα. Πίστωση: Adrian Mann
Το σύστημα πλοήγησης πάλσαρ που προτάθηκε από τους Werner Becker, Mike Bernhardt και Axel Jessner στο Ινστιτούτο Μαξ Πλανκ , λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο, χρησιμοποιώντας τους παλμούς που εκπέμπουν τα πάλσαρ. Γνωρίζοντας την αρχική θέση και την ταχύτητα του διαστημικού σκάφους σας, καταγράφοντας αυτούς τους παλμούς και αντιμετωπίζοντας τον Ήλιο ως σταθερό σημείο αναφοράς, μπορείτε να υπολογίσετε την ακριβή θέση σας μέσα στο ηλιακό σύστημα.
Το να θεωρούμε ότι ο Ήλιος στερεώνεται με αυτόν τον τρόπο τεχνικά αναφέρεται ως αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς και αν αντισταθμίσετε την κίνηση του Ήλιου μέσω του γαλαξία μας, το σύστημα εξακολουθεί να λειτουργεί τέλεια όταν φεύγετε από το ηλιακό σύστημα! Το μόνο που χρειάζεστε είναι να παρακολουθείτε τουλάχιστον 3 πάλσαρ (ιδανικά 10, για τα πιο ακριβή αποτελέσματα) και μπορείτε να εντοπίσετε την τοποθεσία σας με εκπληκτική ακρίβεια!
Είναι αρκετά ενδιαφέρον ότι η ιδέα της χρήσης πάλσαρ ως φάροι πλοήγησης χρονολογείται από το 1974, ιδιαίτερα λίγο καιρό αφότου ο Carl Sagan χρησιμοποίησε πάλσαρ για να δείξει τη θέση της Γης στο τις πλάκες που είναι προσαρτημένες στους διαστημικούς ανιχνευτές Pioneer 10 και 11 . Αν Έργο Δαίδαλος είχε ποτέ κατασκευαστεί, θα μπορούσε να ήταν εξοπλισμένο με ένα σύστημα όχι διαφορετικό από αυτό που περιγράφεται εδώ.
Συσκευασία για μεγάλες αποστάσεις
Ο Μπέκερ και οι συνάδελφοί του εξέτασαν τους διαφορετικούς τύπους πάλσαρ που είναι ορατά στον ουρανό και επέλεξαν έναν τύπο που είναι γνωστός ως πάλσαρ που τροφοδοτούνται με περιστροφή ως τον καλύτερο τύπο για χρήση σε ένα σύστημα γαλαξίας εντοπισμού θέσης. Συγκεκριμένα, ένας υπο-τύπος από αυτούς τους γνωστούς ως πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου είναι ιδανικοί. Όντας μεγαλύτερα από τα περισσότερα πάλσαρ, έχουν ασθενή μαγνητικά πεδία, που σημαίνει ότι χρειάζονται πολύ χρόνο για να επιβραδύνουν τους ρυθμούς περιστροφής τους – χρήσιμο, καθώς τα ισχυρά μαγνητισμένα πάλσαρ μπορούν μερικές φορές αλλάξτε την ταχύτητα περιστροφής τους χωρίς προειδοποίηση .
Μια εικόνα ακτίνων Χ του πάλσαρ Vela, ενός από τα φωτεινότερα γνωστά πάλσαρ χιλιοστών του δευτερολέπτου. Πιστώσεις: NASA/CXC/PSU/G.Pavlov et al.
Με αμέτρητα πάλσαρ για να διαλέξετε, το ερώτημα στρέφεται στο πώς μπορείτε να εξοπλίσετε το διαστημόπλοιό σας για να τα παρακολουθείτε. Τα πάλσαρ εντοπίζονται πιο εύκολα είτε σε ακτίνες Χ είτε σε ραδιοκύματα, επομένως υπάρχει μικρή επιλογή ως προς το ποιο μπορεί να είναι καλύτερο να χρησιμοποιηθεί. Ουσιαστικά, όλα αποδεικνύονται ότι είναι ένα ερώτημα πόσο μεγάλο είναι το διαστημικό σκάφος σας.
Τα μικρότερα οχήματα, πιο παρόμοια με τα σύγχρονα διαστημόπλοια, θα ήταν καλύτερο να χρησιμοποιήσουν ακτίνες Χ για την παρακολούθηση των πάλσαρ. Τα κάτοπτρα ακτίνων Χ, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται σε ορισμένα διαστημικά τηλεσκόπια σε τροχιά, είναι συμπαγή και ελαφριά, πράγμα που σημαίνει ότι μερικά θα μπορούσαν να προστεθούν για ένα σύστημα πλοήγησης χωρίς να αυξηθεί τόσο πολύ η συνολική μάζα του σκάφους. Μπορεί να έχουν το μικρό μειονέκτημα ότι μπορεί να καταστραφούν εύκολα από μια πηγή ακτίνων Χ που είναι πολύ φωτεινή, αυτό δεν θα ήταν πρόβλημα εκτός από κάποιες ατυχείς συνθήκες.
Από την άλλη πλευρά, εάν πιλοτάρετε ένα μεγάλο διαστημόπλοιο ανάμεσα σε πλανήτες ή ακόμα και αστέρια, πιθανότατα θα ήταν καλύτερα να χρησιμοποιείτε ραδιοκύματα. Στις ραδιοσυχνότητες, γνωρίζουμε πολλά περισσότερα για τον τρόπο με τον οποίο λειτουργούν τα πάλσαρ, καθώς και για το ότι μπορούμε να τα μετρήσουμε με υψηλότερο βαθμό ακρίβειας. Το μόνο μειονέκτημα είναι ότι τα ραδιοτηλεσκόπια που θα χρειαστεί να εγκαταστήσετε στο πλοίο σας θα απαιτούσαν επιφάνεια τουλάχιστον 150 m². Αλλά τότε, αν τύχαινε να πετάτε με ένα διαστημόπλοιο, αυτό το είδος του μεγέθους πιθανότατα δεν θα έκανε μεγάλη διαφορά.
Είναι ενδιαφέρον να έχουμε κατά νου τον τρόπο με τον οποίο οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν συχνά την αναλογία των πάλσαρ που είναι «σαν φάροι» όταν εξηγούν γιατί φαίνεται να πάλλονται. Αν κάποια μέρα βρούμε τον εαυτό μας να τα χρησιμοποιήσει ως πραγματικά βοηθήματα πλοήγησης, αυτή η αναλογία μπορεί να αποκτήσει ένα εντελώς νέο νόημα!
Μπορείτε να διαβάσετε την εφημερίδα της ομάδας εδώ.
Το Icarus Starfinder, που φαίνεται να βγαίνει από το ηλιακό σύστημα. Πλοία σαν αυτό μπορεί να είναι εξοπλισμένα με σύστημα πλοήγησης πάλσαρ. Πίστωση: Adrian Mann
Οι εικόνες χρησιμοποιούνται εδώ με την ευγενική άδεια από Άντριαν Μαν του Icarus Interstellar , του οποίου η πλήρης συλλογή είναι ορατή στο διαδίκτυο στη διεύθυνση bisbos.com
