Pilt sündmuskohalt: see on mitte liiga kaugel tulevik ja inimkond on hakanud kolooniaid ja elupaiku üles ehitama kogu meie päikesesüsteemis. Oleme valmis astuma seda järgmist suurt sammu tundmatusse - jättes tegelikult Päikese heliosfääri hubase kaitse ja pääsedes tähtedevahelisse ruumi. Enne kui see tulevik juhtuda võib, on oluline asi, mida selleteemalistes aruteludes sageli ei arvestata.
Navigeerimine.
Nii nagu meremehed kasutasid kunagi mere navigeerimiseks tähti, võivad kosmosereisijad kasutada tähti ka Päikesesüsteemis navigeerimiseks. Kui seekord tähed, mida me kasutame, on surnud. Spetsiifiline neutronitähtede klass, mida tuntakse impulssidena ja mida määratletakse nende poolt eralduvate korduvate kiirgusimpulssidega. Värske ajalehe kohaselt võib trikk olla planeetidevahelise ja võib-olla isegi tähtedevahelise GPS-i kujul pulsside kasutamine.
Teooriaid ja ideid kosmoseaparaatide mootorite kohta on küllaga. Sellised sihtasutused nagu Icarus Interstellar propageerivad innukalt uute tõukejõusüsteemide väljatöötamist, kusjuures mõned süsteemid, näiteks VASIMRi tõukejõud, tunduvad üsna paljutõotavad. Samal ajal loodetakse, et termotuumasünteesiraketid suudavad reisijaid Maalt Marsile suunata vaid 30 päevaga ning mujal töötavad teadlased tegeliku lõime ajamitega, erinevalt neist, mida me kõik filmidest teame ja armastame.
Planeedidevaheline GPS
Kuid navigeerimine on sama oluline. Lõppude lõpuks on ruum mõistuse mõttes tohutult avar ja enamasti tühi. Tühjusesse eksimise võimalus on ausalt öeldes kohutav.
Praeguseks pole see tegelikult probleem olnud, eriti kui vaadata, et me oleme Marsist mööda saatnud vaid väikese peotäie käsitöid. Selle tulemusel kasutame praegu kosmoselaevade jälgimiseks siit Maalt räpaseid tehnikaid - jälgime neid põhiliselt teleskoopidega, toetudes samal ajal tugevalt nende kavandatud trajektoorile. See on ka ainult nii täpne, kui meie instrumendid siin Maa peal on, mis tähendab, et kui käsitöö kaugeneb, muutub meie ettekujutus, kus see täpselt asub, üha vähem täpseks.
See on hästi ja hea, kui meil on vaid vähe veesõidukit, kuid kui kosmosereisid on hõlpsamini juurdepääsetavad ja kaasatud on ka inimreisijad, muutub kõik Maa kaudu marsruutimine üha raskemaks. See kehtib eriti juhul, kui plaanime lahkuda oma kodutähe piiridest - Voyager 2 on praegu üle 14 valgustunni kaugusel, mis tähendab, et maapealsetel ülekannetel kulub selle jõudmiseks pool päeva.
Maakeral navigeerimine moodsa tehnoloogia abil on üsna lihtne tänu GPS-satelliitide hulgale, mis meie ümber orbiidil on. Need satelliidid edastavad pidevalt signaale, mida omakorda võtab vastu GPS-seade, mis võib teil olla auto armatuurlaual või taskus. Nagu kõigi teiste elektromagnetiliste ülekannete puhul, liiguvad need signaalid valguse kiirusel, andes nende edastamise ja vastuvõtmise vahel väikese viivituse. Kasutades nelja või enama satelliidi signaale ja määrates need viivitused, saab GPS-seade teie asukoha Maa pinnal märkimisväärse täpsusega kindlaks teha.
Werner Beckeri, Mike Bernhardti ja Axel Jessneri poolt Max Plancki instituudis välja pakutud pulsari navigatsioonisüsteem töötab väga sarnasel viisil, kasutades impulsside väljastatavaid impulsse. Teades oma kosmoselaeva algset asukohta ja kiirust, salvestades neid impulsse ja käsitledes Päikest fikseeritud võrdluspunktina, saate arvutada oma täpse asukoha Päikesesüsteemi sees.
Arvestades, et Päike on fikseeritud selliselt, nimetatakse seda inertsiaalseks võrdlusraamiks ja kui kompenseerida Päikese liikumist meie galaktika kaudu, töötab süsteem Päikesesüsteemist lahkudes endiselt suurepäraselt! Teil on vaja jälgida vähemalt 3 pulssi (ideaaljuhul 10, et saada kõige täpsemaid tulemusi) ja saate oma asukoha üllatava täpsusega kindlaks teha!
Huvitaval kombel tekkis mõte kasutada pulsareid navigatsioonimajakatena juba 1974. aastal, eriti mitte kaua pärast seda, kui Carl Sagan oli pulsaatoreid kasutanud, et näidata Maa asukohta plafoonidel, mis on kinnitatud Pioneer 10 ja 11 kosmosesondide külge. Kui Project Daedalus oleks kunagi ehitatud, oleks see võinud olla varustatud süsteemiga, mis ei erine siin kirjeldatavast.
Kaupade pakkimine
Becker ja tema kolleegid vaatasid taevas nähtavaid erinevaid pulsaritüüpe ja valisid välja galaktika positsioneerimissüsteemi jaoks parima tüübi, mida nimetatakse pöördejõul töötavateks pulsaatoriteks. Eriti ideaalne on nende alamtüüp, mida tuntakse millisekundiliste impulssidena. Olles enamikust pulsaatoritest vanemad, on neil nõrgad magnetväljad, mis tähendab, et nende pöörlemiskiiruse aeglustamiseks kulub palju aega - abiks, kuna tugevalt magnetiseeritud pulsaatorid võivad mõnikord muuta oma pöörlemiskiirust ilma hoiatuseta.
Kui teil on valida lugematute pulsside vahel, pöördub küsimus sellesse, kuidas saaksite oma kosmoselaeva nende jälgimiseks varustada. Pulsreid on kõige kergem märgata röntgenikiirte või raadiolainete abil, nii et on vähe valikut, mida oleks parem kasutada. Põhimõtteliselt osutub see kõik küsimuseks, kui suur on teie kosmoselaev.
Väiksemad, kaasaegsetele kosmoselaevadele sarnased sõidukid oleksid pulsarstide jälgimiseks kõige parem kasutada röntgenikiirte abil. Röntgenpeeglid, nagu need, mida kasutatakse teatud orbiidil olevatel kosmoseteleskoopidel, on kompaktsed ja kerged, mis tähendab, et navigatsioonisüsteemi jaoks võiks neid lisada mõned, suurendamata veesõiduki üldmassi. Neil võib olla väike puudus, et liiga hele röntgenikiirgus võib neid kergesti kahjustada. See poleks probleem, välja arvatud mõnel õnnetul juhul.
Teisest küljest, kui piloteerite suurt kosmoselaeva planeetide või isegi tähtede vahel, kasutaksite tõenäoliselt parem raadiolaineid. Raadiosagedustel teame pulsaatorite tööpõhimõttest palju rohkem, samuti suudame neid mõõta suurema täpsusega. Ainus puudus on see, et raadioteleskoobid, mille peate oma laevale paigaldama, vajaksid vähemalt 150 m² pindala. Kuid kui juhtuks, et lendate tähelaevaga, ei muudaks selline suurus tõenäoliselt suurt vahet.
Huvitav on meeles pidada seda, kuidas astronoomid kasutavad pulsatsioonide sarnasuse selgitamiseks sageli impulsse nagu "tuletornid". Kui leiame end kunagi kasutavat neid tegelike navigeerimisabivahenditena, võib see analoogia omandada täiesti uue tähenduse!
Pilte kasutatakse siin Adrian Manni (Icarus Interstellar) lahkel loal, kelle kogu galeriid saab vaadata veebis aadressil bisbos.com
