Навигация по пульсарам
Навигация и синхронизация на основе рентгеновских пульсаров (XNAV) или просто пульсарная навигация — это метод навигации, при котором периодические рентгеновские сигналы, излучаемые пульсарами, используются для определения местоположения транспортного средства, например космического корабля, в глубоком космосе. Транспортное средство, использующее XNAV, будет сравнивать полученные рентгеновские сигналы с базой данных известных частот и местоположений пульсаров. Подобно GPS , это сравнение позволит транспортному средству точно рассчитать свое местоположение (±5 км). Преимущество использования рентгеновских сигналов перед радиоволнами заключается в том, что рентгеновские телескопы можно сделать меньше и легче. [1] [2] [3] Об экспериментальных демонстрациях сообщалось в 2018 году. [4]
Навигация космического корабля
[ редактировать ]Исследования
[ редактировать ]Группа перспективных концепций ЕКА . изучила в 2003 году возможность навигации по рентгеновским пульсарам [5] в сотрудничестве с Политехническим университетом Каталонии в Испании. После исследования интерес к технологии XNAV в Европейском космическом агентстве укрепился, что привело в 2012 году к двум различным и более подробным исследованиям, проведенным GMV AEROSPACE AND DEFENSE (ES) и Национальной физической лабораторией (Великобритания). [6]
Эксперименты
[ редактировать ]- XPNAV 1
- 9 ноября 2016 года Китайская академия наук запустила экспериментальный спутник для навигации по пульсарам под названием XPNAV 1 . [7] XPNAV-1 имеет массу 240 кг и находится на орбите размером 493 × 512 км и 97,41 °. [7] XPNAV-1 будет характеризовать 26 близлежащих пульсаров по частоте и интенсивности импульсов, чтобы создать навигационную базу данных, которую можно будет использовать в будущих оперативных миссиях. Ожидается, что спутник будет работать в течение пяти-десяти лет. XPNAV-1 — первая миссия по навигации по пульсарам, запущенная на орбиту. [8]
- СЕКСТАНТ
- SEXTANT ( Station Explorer для рентгеновских технологий синхронизации и навигации ) — это проект, финансируемый НАСА , разработанный в Центре космических полетов Годдарда , который тестирует XNAV на орбите на борту Международной космической станции в связи с проектом NICER , запущенным 3 июня. 2017 г., миссия по снабжению МКС SpaceX CRS-11 . [9] Если это окажется успешным, XNAV может использоваться в качестве вторичной навигационной технологии для запланированных миссий Ориона . [10] В январе 2018 года возможности рентгеновской навигации были продемонстрированы с помощью NICER/SEXTANT на МКС. [11] Он сообщил о точности 7 км (за 2 дня). [12]
Навигация самолета
[ редактировать ]провела технико-экономическое обоснование В 2014 году Национальная аэрокосмическая лаборатория Амстердама использования пульсаров вместо GPS в навигации. Преимущество навигации по пульсарам будет заключаться в более доступных сигналах, чем в спутниковой навигации созвездиях , в их помехоустойчивости , в широком диапазоне доступных частот и в безопасности источников сигналов от разрушения противоспутниковым оружием . [13]
Типы пульсаров для XNAV
[ редактировать ]Среди пульсаров миллисекундные пульсары являются хорошими кандидатами на роль эталонов пространства-времени. [14] В частности, внеземной разум может кодировать обширную информацию с использованием сигналов миллисекундных пульсаров, а метаданные о XNAV, вероятно, будут закодированы со ссылкой на миллисекундные пульсары. [15] Наконец, было высказано предположение, что развитый внеземной разум мог настроить или сконструировать миллисекундные пульсары для целей определения времени, навигации и связи. [16]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Комиссариат, Тушна (4 июня 2014 г.). «Пульсары прокладывают путь для космических полетов» . Мир физики .
- ^ «Межпланетный GPS, использующий сигналы пульсаров» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . 23 мая 2013 года. Архивировано из оригинала 29 ноября 2014 года . Проверено 4 июня 2013 г.
- ^ Беккер, Вернер; Бернхардт, Майк Г.; Джесснер, Аксель (2013). «Автономная навигация космических аппаратов с пульсарами». Акта Футура . 7 (7): 11–28. arXiv : 1305.4842 . Бибкод : 2013AcFut...7...11B . дои : 10.2420/AF07.2013.11 . S2CID 118570784 .
- ^ Витце, Александра (2018). «Испытания НАСА доказывают, что пульсары могут функционировать как небесные GPS» . Природа . 553 (7688): 261–262. Бибкод : 2018Natur.553..261W . дои : 10.1038/d41586-018-00478-8 .
- ^ «Технико-экономическое обоснование навигационной системы космического корабля, основанной на информации о времени пульсаров» (PDF) . Итоговый отчет Ариадны. Команда продвинутых концепций .
- ^ «НАВИГАЦИЯ В ГЛУБОКИЙ КОСМОС С ПУЛЬСАРАМИ» . Резюме GSP. ESA, Программа общих исследований. Архивировано из оригинала 16 марта 2017 года . Проверено 18 сентября 2017 г.
- ^ Jump up to: а б Кребс, Гюнтер. «XPNAV 1» . Космическая страница Гюнтера . Проверено 1 ноября 2016 г.
- ^ «Китайский Великий Март 11» вывел на орбиту первый навигационный спутник «Пульсар» . Spaceflight101.com. 10 ноября 2016 г.
- ^ «NICER продемонстрирован во время полета снабжения МКС SpaceX-11» . НИЧЕР Новости. НАСА . 1 декабря 2015 года . Проверено 14 июня 2017 г.
Запуск NICER, который ранее был запланирован на декабрь 2016 года на SpaceX-12, теперь полетит на Международную космическую станцию вместе с двумя другими полезными нагрузками на SpaceX Commercial Resupply Services (CRS)-11 в негерметичном багажнике корабля Dragon.
- ^ «Нейтронные звезды откроют свои тяжелые сердца» . Nature.com . 31 мая 2017 г.
- ^ «Использование МКС: NICER/SEXTANT (с обновлениями до 2022 года)» . Интернет-портал Европейского космического агентства (ЕКА) (eoPortal). 2 февраля 2016 г.
- ^ У НАСА есть план создания «системы галактического позиционирования» для спасения астронавтов, потерявшихся в космосе.
- ^ Бауке Стелма (8 июня 2015 г.). «Пульсарная навигация: пилотирование самолетов с помощью звезд» . ЭкстримТех .
- ^ Салливан, WT III (1993). «Астрофизическое кодирование: новый подход к сигналам SETI». Прогресс в поисках внеземной жизни: Симпозиум по биоастрономии 1993 года, Санта-Крус, Калифорния, 16-20 августа 1993 года . Астрономическое общество Тихого океана. ISBN 0-937707-93-7 . OCLC 32232716 .
- ^ Видаль, Клеман (2017). « Миллисекундные пульсары как стандарты: время, позиционирование и коммуникация» . Пульсарная астрофизика: ближайшие пятьдесят лет: материалы 337-го симпозиума Международного астрономического союза . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-1-107-19253-9 . OCLC 1028211375 .
- ^ Видаль, Клеман (2017). «Система позиционирования Пульсар: поиск доказательств внеземной инженерии» . Международный журнал астробиологии . 18 (3): 213–234. arXiv : 1704.03316 . дои : 10.1017/s147355041700043x . ISSN 1473-5504 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Компания Johns Hopkins APL разработает сеть навигации в дальнем космосе. Архивировано 14 мая 2018 года на Wayback Machine.
- Предложение правительства США по контракту на навигацию и определение времени на основе рентгеновских пульсаров. Архивировано 26 марта 2021 г. на Wayback Machine.
| Типы | |
|---|---|
| Одиночные пульсары |
|
| Двойные пульсары | |
| Характеристики | |
| Связанный | |
| Открытие | |
| Спутник расследование | |
| Другой | |
