Межпланетная GPS-навигация становится на шаг ближе

Люди давно используют свет звезд в качестве проводника. Но в век внеземных исследований для навигации в дальнем космосе человек может использовать импульсы рентгеновских излучений мертвых звезд. Команда специалистов NASA построила систему, которая позволит испытать такую «межпланетную GPS-навигацию». Один из вариантов системы может быть установлен на Международную космическую станцию уже в 2017 году.

Пульсарная навигация позволит нашим потомкам осуществлять точную и автономную навигацию не только в Солнечной системе, но и за ее пределами. Возможно, в будущем нам не придется опираться на наземную инфраструктуру в процессе регулярного исследования космоса.

В настоящий момент космическая навигация основана на сети связанных с Землей станций слежения. Когда космический аппарат отправляется в дальний космос, специалисты с Земли посылают в его сторону радиоволны, которые затем пересылаются обратно. Зная время прохождения волны туда и обратно, а также допплеровское смещение, специалисты могут рассчитать местоположение космического аппарата. Но чем дальше находится аппарат от нашей планеты, тем ниже точность такого метода расчетов. Значительно повысить навигационные возможности в космическом пространстве позволит независимый и высокоточный источник.

Новая система основана на излучениях пульсаров. Регулярные импульсы света и темноты происходят с точными интервалами от нескольких миллисекунд до секунд и могут быть использованы для высокоточной навигации подобно атомным часам в GPS-спутниках.

Космический аппарат, запущенный в космос, будет оснащен детектором, который аналогично GPS-приемнику будет принимать рентгеновские лучи нескольких пульсаров и использовать их для определения своего местоположения. Такие детекторы, называемые XNAV-приемниками, будут распознавать фотоны рентгеновских лучей в свете пульсаров. Для каждого из четырех или более пульсаров приемник будет собирать фотоны и выстраивать «световую кривую». За вершиной каждой кривой будет закреплено точное время. Используя такие вершины, космический аппарат сможет рассчитывать свое местоположение.

Исследовать специалисты NASA собираются определенную траекторию: движение МКС в космическом пространстве.