Attēla ainava: tā ir ne tik tālā nākotne, un cilvēce ir sākusi veidot kolonijas un dzīvotnes visā mūsu Saules sistēmā. Mēs gatavojamies spert šo nākamo lielo soli nezināmajā - faktiski atstājot Saules heliosfēras mājīgo aizsardzību un nonākot starpzvaigžņu telpā. Pirms šī nākotne tomēr varētu notikt, ir svarīga lieta, ko bieži ignorē diskusijās par šo tēmu.
Navigācija.
Tāpat kā jūrnieki savulaik zvaigznes izmantoja jūras navigācijai, kosmosa ceļotāji, iespējams, varēs izmantot zvaigznes, lai pārvietotos Saules sistēmā. Izņemot to, ka šoreiz zvaigznes, kuras mēs izmantosim, būs mirušas. Īpaša neitronu zvaigžņu klase, kas pazīstama kā impulsi, ko nosaka ar atkārtotiem starojuma impulsiem, ko tie izstaro. Triks, saskaņā ar neseno rakstu, var būt, ka pulsatu izmantošana ir starpplanētu - un, iespējams, pat starpzvaigžņu - GPS forma.
Teoriju un ideju par kosmosa kuģu motoriem ir daudz. Fondi, piemēram, Icarus Interstellar, dedzīgi atbalsta jaunu vilces sistēmu izstrādi, un dažas sistēmas, piemēram, VASIMR virzuļi, šķiet diezgan daudzsološas. Tikmēr sagaidāms, ka kodolsintēzes raķetes varēs nogādāt pasažierus turp un atpakaļ braucienā no Zemes uz Marsu tikai 30 dienu laikā, un citur pētnieki strādā pie reālās dzīves velku piedziņas, atšķirībā no tiem, kurus mēs visi zinām un mīlam no filmām.
Starpplanētu GPS
Bet navigācija ir tikpat svarīga. Galu galā telpa ir prātu izkausējoši plaša un lielākoties tukša. Izredzes pazust tukšumā, atklāti sakot, ir drausmīgas.
Līdz šim tā īsti nav bijusi problēma, īpaši ņemot vērā, ka garām Marsam mēs esam nosūtījuši tikai nelielu sauju rokdarbu. Tā rezultātā mēs šobrīd izmantojam nekārtīgu sajaukšanos ar metodēm, lai izsekotu kosmosa kuģiem no šejienes uz Zemes - būtībā tos izsekojot ar teleskopiem, vienlaikus ļoti paļaujoties uz plānoto trajektoriju. Tas ir arī tik precīzi, cik precīzi ir mūsu instrumenti šeit, uz Zemes, kas nozīmē, ka, kuģim attālinoties, mūsu ideja par to, kur tieši tas atrodas, kļūst arvien mazāk precīza.
Tas viss ir labi un labi, ja mums ir tikai daži izsekojami kuģi, bet, kad ceļojums kosmosā kļūst vieglāk sasniedzams un tiek iesaistīti cilvēku pasažieri, visu virzīt pa Zemes ceļu būs arvien grūtāk. Tas jo īpaši attiecas uz gadījumiem, kad mēs plānojam atstāt savas mājas zvaigznes robežas - Voyager 2 pašlaik atrodas vairāk nekā 14 gaismas stundu attālumā, kas nozīmē, ka uz Zemes notiekošo pārraidi prasa vairāk nekā pus dienu, lai to sasniegtu.
Navigācija pa Zemi, izmantojot modernās tehnoloģijas, ir diezgan vienkārša, pateicoties GPS satelītu klāstam, kas mums ir orbītā visā pasaulē. Šie satelīti pastāvīgi pārsūta signālus, kurus, savukārt, uztver GPS ierīce, kas jums var būt uz automašīnas paneļa vai jūsu kabatā. Tāpat kā visās citās elektromagnētiskajās pārraidēs, šie signāli pārvietojas ar gaismas ātrumu, radot nelielu kavēšanos starp to pārraidi un saņemšanu. Izmantojot signālus no 4 vai vairāk satelītiem un veicot laika nobīdi, GPS ierīce ar ievērojamu precizitāti var precīzi noteikt jūsu atrašanās vietu uz Zemes virsmas.
Versara Bekera, Maika Bernharda un Aksela Jessnera ierosinātā navigācijas sistēma Pulsar Maksima Planka institūtā darbojas ļoti līdzīgi, izmantojot pulsatora izstarotos impulsus. Zinot sava kosmosa kuģa sākotnējo stāvokli un ātrumu, reģistrējot šos impulsus un uzskatot Sauli par fiksētu atskaites punktu, jūs varat aprēķināt savu precīzo atrašanās vietu Saules sistēmā.
Uzskata, ka Saule ir fiksēta šādā veidā, tehniski tiek saukta par inerciālu atskaites rāmi, un, ja jūs kompensējat Saules kustību caur mūsu galaktiku, sistēma joprojām darbojas lieliski, izejot no Saules sistēmas! Viss, kas jums nepieciešams, ir sekot līdzi vismaz 3 pulsiem (ideālā gadījumā 10, lai iegūtu visprecīzākos rezultātus), un jūs varat precīzi noteikt savu atrašanās vietu!
Interesanti, ka ideja izmantot pulsorus kā navigācijas bākas radās jau 1974. gadā, īpaši neilgi pēc tam, kad Karls Sagans bija izmantojis pulsārus, lai parādītu Zemes atrašanās vietu uz plāksnēm, kas piestiprinātas Pioneer 10 un 11 kosmiskajām zondēm. Ja Project Daedalus kādreiz būtu būvēts, tas, iespējams, būtu aprīkots ar sistēmu, kas nav atšķirīga no šeit aprakstītās.
Iepakojums tālajiem pārvadājumiem
Bekers un viņa kolēģi apskatīja dažādus debesīs redzamus pulsa veidus un izvēlējās tipu, kas pazīstams kā pulsācijas piedziņas pulsators kā labākais tips, ko izmantot galaktiskās pozicionēšanas sistēmai. Jo īpaši ir ideāli piemēroti šo apakštipi, kas pazīstami kā milisekundes impulsi. Būdami vecāki par lielāko daļu impulsu, viņiem ir vājš magnētiskais lauks, kas nozīmē, ka viņiem ir nepieciešams ilgs laiks, lai palēninātu to griešanās ātrumu - noderīgi, jo spēcīgi magnēti pulsatori dažreiz var mainīt savu griešanās ātrumu bez brīdinājuma.
Ar neskaitāmiem pulsāriem, no kuriem izvēlēties, rodas jautājums, kā jūs varētu aprīkot savu kosmosa kuģi, lai tos izsekotu. Pulsārus ir visvieglāk pamanīt rentgena vai radioviļņos, tāpēc ir maza izvēle, kurus labāk izmantot. Būtībā tas viss izrādās jautājums par to, cik liels ir jūsu kosmosa kuģis.
Mazākiem transporta līdzekļiem, kas vairāk līdzinās mūsdienu kosmosa kuģiem, pulsara izsekošanai vislabāk būtu izmantot rentgena starus. Rentgenstaru spoguļi, līdzīgi kā tie, ko izmanto noteiktos orbītā esošos kosmosa teleskopos, ir kompakti un viegli, kas nozīmē, ka dažus no tiem varētu pievienot navigācijas sistēmai, nepalielinot tik daudz kuģa kopējo masu. Viņiem var būt mazs trūkums, ka tos var viegli sabojāt pārāk gaišs rentgena starojums, tā nebūtu problēma, izņemot dažus neveiksmīgus apstākļus.
No otras puses, ja jūs pilotējat lielu kosmosa kuģi starp planētām vai pat zvaigznēm, jūs, iespējams, labāk izmantotu radioviļņus. Radiofrekvencēs mēs daudz vairāk zinām par pulsa darbības veidu, kā arī spējam tos izmērīt ar lielāku precizitātes pakāpi. Vienīgais trūkums ir tas, ka radioteleskopiem, kas jums jāuzstāda uz kuģa, būtu nepieciešams vismaz 150 m² laukums. Bet tad, ja jūs notiktu ar lidmašīnu ar zvaigznīti, šāda veida izmērs, iespējams, neko daudz neatšķirs.
Interesanti atcerēties to, kā astronomi, izskaidrojot to, kāpēc viņi pulsē, bieži izmanto impulsu analoģiju, kas ir “kā bākas”. Ja kādreiz mēs tos izmantojam kā faktiskus navigācijas palīglīdzekļus, šī analoģija var iegūt pilnīgi jaunu nozīmi!
Attēli šeit tiek izmantoti ar Adrian Mann no Icarus Interstellar atļauju, kura pilna galerija ir skatāma tiešsaistē vietnē bisbos.com
