Pavaizduokite sceną: Tai nėra labai tolima ateitis ir žmonija pradėjo kurti kolonijas ir buveines visoje mūsų Saulės sistemoje. Mes ruošiamės žengti tą kitą didelį žingsnį į nežinomybę - iš tikrųjų palikti jaukią Saulės spiralės apsaugą ir išlįsti į tarpžvaigždinę erdvę. Tačiau prieš įvykstant šiai ateičiai yra svarbus dalykas, į kurį dažnai neatsižvelgiama diskusijose šia tema.
Naršymas.
Kaip jūreiviai kadaise žvaigždėmis naudojosi jūroje, taip ir kosmoso keliautojai gali naudoti žvaigždes navigacijai Saulės sistemoje. Išskyrus tai, kad šį kartą mūsų naudojamos žvaigždės bus negyvos. Specifinė neutroninių žvaigždžių klasė, vadinama pulsarais, apibrėžta pakartotiniais jų skleidžiamais spinduliuotės impulsais. Pagal neseniai pasirodžiusį dokumentą, apgauti gali būti pulsarai, naudojami kaip tarpplanetinio - o galbūt net tarpžvaigždinio - GPS forma.
Teorijų ir idėjų apie erdvėlaivių variklius yra gausu. Tokie fondai kaip „Icarus Interstellar“ labai pasisako už naujų varomųjų sistemų kūrimą, kai kurios sistemos, tokios kaip „VASIMR“ stūmokliai, atrodo gana perspektyvios. Tuo tarpu tikimasi, kad branduolių sintezės raketos keleivius į kelionę iš Žemės į Marsą galės priimti vos per 30 dienų, o kitur tyrinėtojai dirba tiesiojo gyvenimo metmenimis, skirtingai nei tie, kuriuos visi žinome ir mėgstame iš filmų.
Tarpplanetinis GPS
Tačiau navigacija yra tokia pat svarbi. Galų gale erdvė yra protą tirpdančiai plati ir dažniausiai tuščia. Perspektyva pasimesti tuštumoje, tiesą sakant, yra bauginanti.
Iki šiol tai tikrai nebuvo problema, ypač matant, kaip mes išsiuntėme tik mažą saujelę amatų pro Marsą. Todėl šiuo metu mes naudojame nepatogų metodų klaidą, kad galėtume sekti erdvėlaivius iš čia, Žemėje - iš esmės stebėdami juos teleskopais, tuo pačiu remdamiesi savo suplanuota trajektorija. Tai taip pat tik tiek tikslūs, kiek yra mūsų instrumentai čia, Žemėje, o tai reiškia, kad tolstant amatui mūsų idėja, kur jis yra, tampa vis tikslesnė.
Viskas gerai ir gerai, kai turime tik keletą plaukiojančių priemonių, tačiau kai kelionės į kosmosą tampa lengviau pasiekiamos ir įtraukiami žmonių keleiviai, viską per Žemę nukreipti bus vis sunkiau. Tai ypač aktualu tuo atveju, jei planuojame palikti savo namų žvaigždės ribas - „Voyager 2“ šiuo metu yra nutolęs daugiau nei per 14 šviesos valandų, o tai reiškia, kad žemės transliacijos trunka daugiau nei pusę dienos, kad ją pasiektų.
Navigacija Žemėje naudojant šiuolaikines technologijas yra gana paprasta dėl daugybės GPS palydovų, kuriuos orbitoje turime visame pasaulyje. Tie palydovai nuolat perduoda signalus, kuriuos savo ruožtu priima GPS įrenginys, kurį galite rasti automobilio prietaisų skydelyje ar kišenėje. Kaip ir visi kiti elektromagnetiniai perdavimai, šie signalai sklinda šviesos greičiu, todėl nuo jų perdavimo iki priėmimo jie šiek tiek atidedami. Naudodamas signalus iš 4 ar daugiau palydovų ir nustatydamas tuos vėlavimus, GPS įrenginys gali tiksliai nustatyti jūsų buvimo vietą Žemės paviršiuje.
Wernerio Beckerio, Mike'o Bernhardto ir Axelio Jessnerio pasiūlyta „Pulssar“ navigacijos sistema Makso Plancko institute veikia labai panašiai, naudojant impulsų skleidžiamus impulsus. Žinodami pradinę erdvėlaivio padėtį ir greitį, įrašydami tuos impulsus ir traktuodami Saulę kaip fiksuotą atskaitos tašką, galite apskaičiuoti tikslią savo vietą Saulės sistemos viduje.
Atsižvelgiant į tai, kad Saulė yra fiksuota tokiu būdu, tai techniškai vadinama inerciniu atskaitos kadru, o jei kompensuojate Saulės judesį per mūsų galaktiką, sistema vis tiek puikiai veikia, kai išeina iš Saulės sistemos! Viskas, ko jums reikia, yra ne mažiau kaip 3 pulsai (idealiu atveju - 10, jei norite tiksliausių rezultatų), o stebėtinai tiksliai galite nustatyti savo buvimo vietą!
Įdomu tai, kad idėja naudoti pulsatorius kaip navigacijos švyturius kilo dar 1974 m., Ypač neilgai trukus po to, kai Carlas Saganas panaudojo pulsatorius, kad parodytų Žemės buvimo vietą plokštėse, pritvirtintose prie „Pioneer 10“ ir „11“ kosminių zondų. Jei „Daedalus“ projektas kada nors būtų buvęs pastatytas, jame galėjo būti įrengta sistema, kuri nepanaši į čia aprašytą.
Pakavimas tolimiems kroviniams
Beckeris ir jo kolegos pažvelgė į skirtingus danguje matomus pulsarų tipus ir išrinko tipą, vadinamą sukimosi varikliais, kaip geriausią tipą, naudojamą galaktikos padėties nustatymo sistemai. Visų pirma, idealus yra šių potipių, vadinamų milisekundiniais pulsais, tipas. Būdami vyresni nei dauguma pulsatorių, jie turi silpną magnetinį lauką, tai reiškia, kad jiems ilgai reikia sulėtėti sukimosi dažnis - tai naudinga, nes stipriai įmagnetinti pulsatoriai kartais gali pakeisti savo sukimosi greitį be perspėjimo.
Turint daugybę pulsatorių, kyla klausimas, kaip galėtumėte aprūpinti savo erdvėlaivį jiems sekti. Pulsantus lengviausia pastebėti rentgeno ar radijo bangomis, todėl yra mažai galimybių pasirinkti, kuriuos geriau naudoti. Iš esmės viskas paaiškėja kaip klausimas, koks yra jūsų erdvėlaivis.
Mažesnėms transporto priemonėms, labiau panašioms į šiuolaikinius erdvėlaivius, pulsarams sekti būtų geriausia naudoti rentgeno spindulius. Rentgeno veidrodžiai, tokie kaip tie, kurie naudojami tam tikruose aplink orbitą skriejančiuose kosminiuose teleskopuose, yra kompaktiški ir lengvi, o tai reiškia, kad navigacijos sistemai jų galėtų būti pridedama keletas, tačiau nepadauginus bendros plaukiojančios priemonės masės. Jie gali turėti nedidelį trūkumą, nes juos gali lengvai sugadinti per šviesus rentgeno spinduliuotės šaltinis - tai nebus problema, išskyrus kai kurias apgailėtinas aplinkybes.
Kita vertus, jei pilotuosite didelį kosminį laivą tarp planetų ar net žvaigždžių, jums greičiausiai būtų geriau naudoti radijo bangas. Radijo dažniuose mes žinome daug daugiau apie tai, kaip veikia pulsatoriai, taip pat galime juos išmatuoti didesniu tikslumu. Vienintelis trūkumas yra tas, kad radijo teleskopams, kuriuos turite įdiegti į savo laivą, prireiks mažiausiai 150 m² ploto. Bet tada, jei atsitiktų, kad skraidote žvaigždėlaiviu, tokio tipo dydis greičiausiai nepadarytų didelės įtakos.
Įdomu atsiminti tai, kaip astronomai, aiškindami, kodėl jie pulsuoja, dažnai naudoja pulsatorių, esančių „kaip švyturiai“, analogiją. Jei kažkada atrodysime, kad naudojame juos kaip faktinius navigacijos pagalbinius prietaisus, tai analogija gali įgyti visiškai naują prasmę!
Vaizdai čia naudojami gavus Adriano Manno iš „Icarus Interstellar“ leidimą, kurio visą galeriją galima pamatyti internete bisbos.com
