Navigation für Raumschiffe mit Röntgenpulsaren: Einführung in XNAV

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Dies könnte das ultimative galaktische GPS-System sein: Verwendung von Pulsaren als interstellares Navigationswerkzeug. Diese interstellaren Leuchtfeuer können verwendet werden, um die Position von Raumfahrzeugen zu bestimmen und sie durch den Weltraum zu führen…

Seit der Entdeckung des ersten Röntgenpulsars im Jahr 1967 (Centaurus X-3, die dritte Röntgenquelle, die im Sternbild Centaurus mit einer Zeitspanne von 4,84 Sekunden entdeckt wurde) sind Astronomen damit beschäftigt, die Verteilung dieser sich schnell drehenden zu kartieren Sternobjekte. Pulsare sind die Verkörperung eines Neutronenstern-Binärsystems; Der Neutronenstern entfernt das Material von seinem stellaren Nachbarn, beschleunigt das Gas auf etwa die Hälfte der Lichtgeschwindigkeit und strahlt heiße kollimierte Röntgenemissionen von seinen Polen ab. Während sich der Pulsar dreht, wirken diese Lichtstrahlen wie ein Leuchtturm. Sollten sie auf die Erde gerichtet sein, beobachten wir ein hochgenaues periodisches Aufblitzen von Röntgenstrahlen.

Anfang dieses Monats wurden auf der Konferenz des IEEE / ION-Symposiums für Position, Standort und Navigation (PLANS) 2008 in Monterey, Kalifornien, zwei interessante Konzepte für die Verwendung dieser hochpräzisen Röntgenquellen vorgestellt. Der erste Vorschlag mit dem Titel „Rauschanalyse für RöntgennavigationssystemeUnter der Leitung von John Hanson von CrossTrac Engineering wird eine vergrößerte Version des terrestrischen GPS eingeführt, bei der Pulsare anstelle von künstlichen Satelliten verwendet werden. Das System wird als Röntgennavigation oder kurz „XNAV“ bezeichnet. XNAV konzentrierte sich hauptsächlich auf Weltraummissionen jenseits des Jupiter und verwendete das Sonnensystem als Basiskoordinate und maß dann die Phase der einfallenden Röntgenemission der kartierten Pulsare. Da die Röntgenimpulse so genau sind, könnten Bordsysteme das Signal mehrerer Pulsarquellen messen und vergleichen und die Position des Raumfahrzeugs automatisch mit hoher Sicherheit ableiten. Ich nehme an, es wäre eine fortschrittliche 3D-Version des traditionellen Sextanten, wie er von Schiffen verwendet wird, um die Höhe von Sternen über dem Erdhorizont zu messen.

Das zweite Konzept mit dem Titel „Online-Zeitverzögerungsschätzung von Pulsarsignalen für die relative Navigation mit adaptiven Filtern“, Wird von Amir Emadzadeh von der UCLA Electrical Engineering Department geleitet. Emadzadeh schlägt vor, dass die Position von zwei Raumfahrzeugen ermittelt werden kann, wenn beide Schiffe denselben bekannten Pulsar betrachten. Die von beiden Schiffen gemessene periodische Emission hat eine unterschiedliche Zeitverzögerung, die proportional zur Entfernung zwischen den Schiffen ist. Darüber hinaus schlägt die UCLA-Gruppe eine Methode vor, um ihre relative Trägheitsposition durch Beobachtung einer Verteilung der Röntgenquellen im gesamten Kosmos abzuleiten.

Dies sind sehr interessante Konzepte, aber bis wir uns routinemäßig über die Umlaufbahn des Jupiter hinaus wagen, bezweifle ich, dass diese Ideen bald verwirklicht werden ...

Ursprüngliche Quelle: Space.com
Zusätzliche Informationen: IEEE / ION PLANS 2008 Konferenz

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