Φανταστείτε τη σκηνή: Δεν είναι πολύ μακρινό μέλλον και η ανθρωπότητα έχει αρχίσει να κατασκευάζει αποικίες και ενδιαιτήματα σε όλο το ηλιακό μας σύστημα. Προετοιμαζόμαστε να κάνουμε αυτό το επόμενο μεγάλο βήμα στο άγνωστο - αφήνοντας στην πραγματικότητα την άνετη προστασία της ηλιόσφαιρας του Ήλιου και μπαίνουμε στον διαστρικό χώρο. Προτού συμβεί αυτό το μέλλον, ωστόσο, υπάρχει ένα σημαντικό πράγμα που συχνά παραβλέπεται στις συζητήσεις σχετικά με αυτό το θέμα.
Πλοήγηση.
Ακριβώς όπως οι ναυτικοί κάποτε χρησιμοποιούσαν τα αστέρια για πλοήγηση στη θάλασσα, οι διαστημικοί ταξιδιώτες μπορεί να είναι σε θέση να χρησιμοποιήσουν τα αστέρια για να πλοηγηθούν στο ηλιακό σύστημα. Εκτός από αυτήν τη φορά, τα αστέρια που θα χρησιμοποιούσαμε θα είναι νεκρά. Μια συγκεκριμένη κατηγορία αστεριών νετρονίων γνωστή ως πάλσαρ, που ορίζεται από τους επαναλαμβανόμενους παλμούς ακτινοβολίας που εκπέμπουν. Το τέχνασμα, σύμφωνα με πρόσφατο άρθρο, μπορεί να είναι η χρήση πάλσαρ ως μορφή διαπλανητικού - και πιθανώς ακόμη και μεσοαστικού - GPS.
Οι θεωρίες και οι ιδέες για κινητήρες διαστημικών σκαφών είναι άφθονες. Ιδρύματα όπως ο Icarus Interstellar υποστηρίζουν ένθερμα την ανάπτυξη νέων συστημάτων προώθησης, με ορισμένα συστήματα όπως οι προωθητές VASIMR να φαίνονται μάλλον πολλά υποσχόμενοι. Εν τω μεταξύ, οι πυραύλοι σύντηξης αναμένεται να μπορούν να μεταφέρουν τους επιβάτες σε ένα ταξίδι μετ 'επιστροφής από τη Γη στον Άρη σε μόλις 30 ημέρες και ερευνητές αλλού εργάζονται σε πραγματικές κινήσεις στημόνι, σε αντίθεση με αυτές που όλοι γνωρίζουμε και αγαπάμε από τις ταινίες.
Διαπλανητικό GPS
Αλλά η πλοήγηση είναι εξίσου σημαντική. Σε τελική ανάλυση, ο χώρος είναι τεράστιος και είναι άδειος. Η προοπτική να χαθείς στο κενό είναι, ειλικρινά, τρομακτική.
Μέχρι σήμερα, αυτό δεν ήταν πραγματικά πρόβλημα, ειδικά όταν είχαμε στείλει μόνο μια μικρή χούφτα σκάφη πέρα από τον Άρη. Ως αποτέλεσμα, αυτήν τη στιγμή χρησιμοποιούμε μια ακατάστατη τεχνική για να παρακολουθούμε τα διαστημικά σκάφη από εδώ στη Γη - ουσιαστικά τα παρακολουθούμε με τηλεσκόπια ενώ βασίζουμε σε μεγάλο βαθμό την προγραμματισμένη πορεία τους. Αυτό είναι επίσης τόσο ακριβές όσο τα όργανα μας εδώ στη Γη, που σημαίνει ότι καθώς ένα σκάφος γίνεται πιο μακρινό, η ιδέα μας για το πού ακριβώς γίνεται γίνεται όλο και λιγότερο ακριβής.
Όλα αυτά είναι καλά και καλά όταν έχουμε μόνο λίγα σκάφη για παρακολούθηση, αλλά όταν τα διαστημικά ταξίδια γίνονται πιο εύκολα προσβάσιμα και οι ανθρώπινοι επιβάτες εμπλέκονται, η δρομολόγηση όλων μέσω της Γης θα αρχίσει να γίνεται όλο και πιο δύσκολη. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα εάν σκοπεύουμε να αφήσουμε τα όρια του αστέρι του σπιτιού μας - το Voyager 2 βρίσκεται επί του παρόντος πάνω από 14 ώρες φωτός μακριά, πράγμα που σημαίνει ότι οι μεταδόσεις με βάση τη Γη χρειάζονται πάνω από μισή ημέρα για να φτάσουν.
Η πλοήγηση στη Γη με τη σύγχρονη τεχνολογία είναι αρκετά απλή χάρη στη σειρά των δορυφόρων GPS που έχουμε σε τροχιά γύρω από τον κόσμο μας. Αυτοί οι δορυφόροι διαβιβάζουν συνεχώς σήματα τα οποία, με τη σειρά τους, λαμβάνονται από τη μονάδα GPS που μπορεί να έχετε στο ταμπλό του αυτοκινήτου σας ή στην τσέπη σας. Όπως με όλες τις άλλες ηλεκτρομαγνητικές μεταδόσεις, αυτά τα σήματα ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, δίνοντας μια μικρή καθυστέρηση μεταξύ του πότε μεταδόθηκαν και του πότε λαμβάνονται. Χρησιμοποιώντας τα σήματα από 4 ή περισσότερους δορυφόρους και συγχρονίζοντας αυτές τις καθυστερήσεις, μια μονάδα GPS μπορεί να εντοπίσει την τοποθεσία σας στην επιφάνεια της Γης με αξιοσημείωτη ακρίβεια.
Το σύστημα πλοήγησης pulsar που προτείνουν οι Werner Becker, Mike Bernhardt και Axel Jessner στο Max Planck Institute, λειτουργεί με παρόμοιο τρόπο, χρησιμοποιώντας τους παλμούς που εκπέμπονται από pulsars. Γνωρίζοντας την αρχική θέση και την ταχύτητα του διαστημικού σκάφους σας, καταγράφοντας αυτούς τους παλμούς και αντιμετωπίζοντας τον Ήλιο ως σταθερό σημείο αναφοράς, μπορείτε να υπολογίσετε την ακριβή θέση σας στο ηλιακό σύστημα.
Θεωρώντας ότι ο Ήλιος είναι σταθερός με αυτόν τον τρόπο αναφέρεται τεχνικά ως αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς, και αν αντισταθμίζετε την κίνηση του Ήλιου μέσω του γαλαξία μας, το σύστημα εξακολουθεί να λειτουργεί τέλεια όταν φεύγετε από το Ηλιακό σύστημα! Το μόνο που χρειάζεστε είναι να παρακολουθείτε τουλάχιστον 3 πάλσαρ (ιδανικά 10, για τα πιο ακριβή αποτελέσματα) και μπορείτε να εντοπίσετε την τοποθεσία σας με εκπληκτική ακρίβεια!
Αρκετά ενδιαφέρον, η ιδέα της χρήσης πάλσαρ ως φάρων πλοήγησης χρονολογείται από το 1974, ιδίως μετά από λίγο που ο Carl Sagan είχε χρησιμοποιήσει πάλσαρ για να δείξει τη θέση της Γης στις πλάκες που συνδέονται με τους διαστημικούς ανιχνευτές Pioneer 10 και 11. Εάν το Project Daedalus είχε κατασκευαστεί ποτέ, θα μπορούσε να είναι εξοπλισμένο με ένα σύστημα που δεν είναι διαφορετικό από αυτό που περιγράφεται εδώ.
Συσκευασία για μεγάλες αποστάσεις
Ο Μπέκερ και οι συνάδελφοί του κοίταξαν τους διαφορετικούς τύπους πάλσαρ που είναι ορατοί στον ουρανό, και διάλεξαν έναν τύπο γνωστό ως πάλσαρ με περιστροφική κίνηση ως τον καλύτερο τύπο για χρήση σε ένα σύστημα γαλαξιακής θέσης. Συγκεκριμένα, ένας υπο-τύπος αυτών που είναι γνωστοί ως pulsars χιλιοστών του δευτερολέπτου είναι ιδανικός. Όντας μεγαλύτεροι από τους περισσότερους πάλσαρς έχουν αδύναμα μαγνητικά πεδία, πράγμα που σημαίνει ότι χρειάζονται πολύ χρόνο για να επιβραδύνουν τους ρυθμούς περιστροφής τους - είναι χρήσιμο καθώς οι έντονα μαγνητισμένοι πάλσαρ μπορούν μερικές φορές να αλλάξουν την ταχύτητα περιστροφής τους χωρίς προειδοποίηση.
Με αμέτρητα πάλσαρ για να διαλέξετε, η ερώτηση στρέφεται στο πώς μπορείτε να εξοπλίσετε το διαστημικό σκάφος σας για να τα παρακολουθείτε. Το Pulsars είναι ευκολότερο να εντοπιστεί σε ακτίνες Χ ή ραδιοκύματα, οπότε υπάρχει μια μικρή επιλογή για το ποια μπορεί να είναι καλύτερη στη χρήση. Ουσιαστικά, όλα αποδεικνύονται για το πόσο μεγάλο είναι το διαστημικό σκάφος σας.
Τα μικρότερα οχήματα, που μοιάζουν περισσότερο με τα σύγχρονα διαστημόπλοια, θα ήταν καλύτερα να χρησιμοποιούν ακτίνες Χ για την παρακολούθηση των πάλσαρ. Οι καθρέφτες ακτίνων Χ, όπως αυτοί που χρησιμοποιούνται σε ορισμένα διαστημικά τηλεσκόπια σε τροχιά, είναι συμπαγείς και ελαφριοί, πράγμα που σημαίνει ότι μερικά θα μπορούσαν να προστεθούν για ένα σύστημα πλοήγησης χωρίς να αυξηθεί η συνολική μάζα του σκάφους. Μπορεί να έχουν το μικρό μειονέκτημα ότι μπορεί εύκολα να υποστούν βλάβη από μια πηγή ακτίνων Χ που είναι πολύ φωτεινή, αυτό δεν θα ήταν πρόβλημα εκτός από ορισμένες δυσάρεστες περιστάσεις.
Από την άλλη πλευρά, εάν οδηγείτε ένα μεγάλο διαστημικό πλοίο ανάμεσα σε πλανήτες ή ακόμη και αστέρια, θα προτιμούσατε καλύτερα να χρησιμοποιήσετε ραδιοκύματα. Στις ραδιοσυχνότητες, γνωρίζουμε πολύ περισσότερα σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας των πάλσαρ, καθώς και τη δυνατότητα μέτρησής τους με υψηλότερο βαθμό ακρίβειας. Το μόνο μειονέκτημα είναι ότι τα ραδιοτηλεσκόπια που πρέπει να εγκαταστήσετε στο πλοίο σας θα απαιτούσαν έκταση τουλάχιστον 150 m². Αλλά τότε, αν τυχαίνει να πετάς ένα αστέρι, αυτό το είδος μεγέθους πιθανότατα δεν θα είχε μεγάλη διαφορά.
Είναι ενδιαφέρον να έχουμε κατά νου τον τρόπο με τον οποίο οι αστρονόμοι χρησιμοποιούν συχνά την αναλογία των πάλσαρ να είναι «σαν φάροι» όταν εξηγούν γιατί φαίνονται παλμοί. Αν κάποια μέρα τα χρησιμοποιούμε ως πραγματικά βοηθήματα πλοήγησης, αυτή η αναλογία μπορεί να έχει ένα εντελώς νέο νόημα!
Οι εικόνες χρησιμοποιούνται εδώ με ευγενική άδεια από τον Adrian Mann του Icarus Interstellar, του οποίου η πλήρης συλλογή είναι ορατή στο διαδίκτυο στο bisbos.com
