НАСА разработала автономную систему космической навигации с привязкой к пульсарам

18.01.2018

НАСА заметно повысила потенциал человечества в освоении глубокого космоса, разработав новый тип автономной космической навигации. Система технологий рентгеновской синхронизации и навигации (SEXTANT) для определения местоположения объектов в космосе использует пульсары — вращающиеся нейтронные звезды, излучающие импульсное рентгеновское электромагнитное излучение.

Способ, которым SEXTANT использует пульсары, сравним с тем, как GPS-навигация предоставляет водителям данные местоположения и точную навигацию с использованием спутников, вращающихся вокруг Земли. Только излучение пульсаров лучше всего наблюдается в рентгеновской части спектра, в котором лучи пульсаров, по сути дела, превращают их в маяки.

Чтобы показать, что SEXTANT — это идея, заслуживающая внимания, команда инженеров НАСА продемонстрировала возможности технологии поиска нейтронных звёзд — Neutron-Star Interior Composition Explorer или NICER. NICER — это обсерватория, размером примерно со стиральную машину, которая в настоящее время находится на орбите Земли на Международной космической станции. Ей поручено изучать как нейтронные звезды, так и пульсары, что делает её просто идеальной для первых экспериментов с SEXTANT.

В ноябре месяце прошлого года НАСА направила NICER для снятия данных с четырёх конкретных пульсаров, используя все 52 рентгеновских телескопа и кремниевых дрейфовых детекторов в течение двух дней. Затем NICER передавал информацию, полученную от пульсаров, на Землю в систему SEXTANT. В течение восьми часов SEXTANT смог автономно определять местоположение NICER на орбите Земли в радиусе 16-ти километров. Показания SEXTANT сравнивались с собственным бортовым GPS-приёмником NICER, подтверждающим точность навигации по пульсарам.

Исходя из результатов первоначальных экспериментов, агентство намерено улучшить программное обеспечение полётов и наземное программное обеспечение для второй фазы экспериментов, запланированных на конец прошлого года. Несмотря на то, что SEXTANT уже можно рассматривать как пригодный для практических полномасштабных операций, инженеры космического агентства собираются повысить чувствительность своих приборов и одновременно уменьшить их размер, вес и потребление энергии.

Хотя проект SEXTANT далеко не завершён, в НАСА предсказывают, что через несколько лет появится более совершенная автономная космическая навигационная версия. Когда это произойдет, эта технология заполнит огромную нишу в освоении дальнего космоса. Хотя GPS-навигация хорошо подходит для Земли и прекрасно работает на околоземной орбите, её сигнал ослабляется по мере удаления объекта от спутников GPS. Таким образом, для космических аппаратов, отправляемых далеко за пределы Земли, потребуется именно автономная рентгеновская навигация НАСА.

В агентстве полагают, что автономная космическая навигация может в конечном итоге использоваться во время космических полетов с участием людей или вычислять положение космических станций, отправляемых в полёт в направлении внешних планет — к Юпитеру, Сатурну или к их лунам.