Подобны маякам: пульсары могут быть использованы для космической навигации

На протяжении веков маяки помогали морякам безопасно перемещаться в гавань. Их огни пронеслись по воде, пронзая туман и тьму, направляя моряков вокруг опасных препятствий и удерживая их на правильном пути. В будущем исследователи космоса могут получить аналогичные ориентиры от устойчивых сигналов, создаваемых пульсарами, сообщает НАСА.

Ученые и инженеры используют Международную космическую станцию для разработки навигации на основе пульсаров. Они планируют создать космические маяки, чтобы помочь с ориентированием в космосе, например, в путешествиях к Луне в рамках программы Artemis НАСА или в будущих полетах человека на Марс.

Пульсары, или быстро вращающиеся нейтронные звезды, являются чрезвычайно плотными остатками звезд, которые взорвались как сверхновые. Они испускают рентгеновские фотоны в ярких, узких лучах, которые взмывают в небо подобно маяку, когда звезды вращаются. С большого расстояния они кажутся пульсирующими, отсюда и название — пульсары.

Рентгеновский телескоп на внешней стороне МКС, исследователь внутреннего состава нейтронной звезды или NICER, собирает и метит время прихода рентгеновского света от нейтронных звезд по небу. Программное обеспечение, встроенное в NICER, называется Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology или SEXTANT, использует маяки от пульсаров для создания GPS-подобной системы. Эта концепция может обеспечить автономную навигацию по всей солнечной системе и за ее пределами.

"GPS использует точно синхронизированные сигналы. Пульсации от некоторых нейтронных звезд очень стабильны, а некоторые даже столь же стабильны, как и земные атомные часы. В долгосрочной перспективе это делает их потенциально полезными аналогичным образом", - говорит Люк Винтерниц, НАСА.

Стабильность импульсов позволяет с высокой точностью прогнозировать время их прибытия в любую контрольную точку солнечной системы. Ученые разработали подробные модели, которые точно предсказывают, когда импульс достигнет, например, Земли. Время поступления импульса к детектору на космическом корабле и сравнение его с ожидаемым достижением контрольной точки дает информацию для навигации далеко за пределами нашей планеты.

В НАСА отметили, что навигационная информация, предоставляемая пульсарами, не ухудшается при удалении от Земли, поскольку пульсары распространяются по всей нашей галактике.

"Галактический" GPS может работать где угодно в Солнечной системе и даже переносить роботизированные или управляемые системы за ее пределы.