天文学家为星际空间旅行进行导航系统

2021-03-26 20:32:54

它' s 2021,我们终于不必非常担心我们的航天器在星际空间中迷失了。

天文学家Coryn A.L.Bailer-Jones在靠近和远处使用恒星的位置和变化光,展示了自主,飞行航行的可行性,这些航天器远远超出太阳系。

星际空间导航可能看起来不像是立即的问题。然而,已经在过去十年的人造工具中已进入星际空间,作为第一个旅行者1(2012年)和Voyager 2(2018年)越过太阳系边界称为高速公道。

它&#39只是在新的视野加入它们之前只是时间问题,然后将来更多的探针。随着这些航天器的行进进一步且远离他们的家庭地球,与地球的沟通需要更长,更长。

新的地平线目前距离地球几乎是14个小时,这意味着发送信号并收到响应需要28小时;不是一个不可能的跟踪和导航系统,而是一个笨拙的跟踪系统。

"当到最近的恒星时,信号将远太弱,轻型旅行时间将是订单年份," Bailer-Jones在他的论文中写道,目前在预印刷服务器Arxiv上市,它等待来自天文社区的同行评审。

"星际宇宙飞船因此必须自主导航,并使用此信息来决定何时进行课程校正或打开仪器。这种航天器需要能够仅使用车载测量来确定其位置和速度。"

水瓢 - 琼斯,谁在马克斯·普朗克天文研究所在德国,ISN&#39工程; t为第一个想到了这一点。美国宇航局一直在脉冲星转,使用死角&#39工作;常规脉动作为银河系GPS的基础。这种方法听起来非常伟大,但由于星际介质的信号的失真,它可能会在更大的距离处受到误差。

与星星目录,Bailer-jones能够展示它' s可以在六个维度中制作六个方面的坐标 - 三个空间和三个以速度 - 至高精度 - 基于这些恒星的位置从航天器改变的方式变化了。

"由于航天器远离阳光,由于视差,像差和多普勒效应,观测到的恒星的位置和速度将相对于地球目录中的那些改变,"他写了。

"通过测量恒星对之间的角度距离,并将这些与目录进行比较,我们可以通过迭代前瞻性建模过程推断航天器的坐标。"

视差和像差既是指因地球恒星恒星位置的明显变化。多普勒效应是基于它是否似乎更接近或远离观察者的恒星的光波长的变化。

因为所有这些效果都涉及两个体的相对位置,所以在不同位置的第三主体(航天器)将看到恒星的不同布置。

它&#39实际上很难确定距离星星的距离,但我们'再变得更好。 Gaia Satellite正在进行持续的使命,以便将银河系映射到三个方面,并给了我们迄今为止银河系最准确的地图。

Bailer-Jones使用模拟的星目录测试了他的系统,然后在1997年编制的Hipparcos目录附近的恒星上,以相对论的航天器速度。虽然这与盖亚不准确,但它并不非常重要 - 目的是测试导航系统可以工作。

只需20颗星即可,系统可以确定航天器的位置和速度在3个天文单元内,每秒2公里(每秒1.24英里)。这种准确性可以改善与恒星数量的平方根相反; 100颗星,准确性降至1.3天文单位和每秒0.7公里。

有一些扭结需要锻炼。系统且拍摄了恒星二进制文件,也没有考虑仪器。目的是表明它可以完成,作为实现它的第一步。

它甚至可能与Pulsar导航串联使用它,使得这两个系统可能能够最小化彼此' s缺陷。然后,天空就字面意思是极限。