COLUMBUS, Ohio - Det ydre rum lyser med en lys tåge røntgenlys, der kommer overalt på én gang. Men kik nøje ind i den tåge, og svage, regelmæssige blips bliver synlige. Dette er millisekund pulsarer, bystore neutronstjerner, der roterer utroligt hurtigt, og skyder røntgenstråler ind i universet med mere regelmæssighed end endda de mest præcise atomur. Og NASA ønsker at bruge dem til at navigere sonder og besætningsskibe gennem dybe rum.
Et teleskop monteret på International Space Station (ISS), Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER), er blevet brugt til at udvikle en helt ny teknologi med praktiske anvendelser på kort sigt: et galaktisk positioneringssystem, fortalte NASA-forsker Zaven Arzoumanian til fysikere Søndag (15. april) på aprilmødet i American Physical Society.
Med denne teknologi, "Du kan trænge en nål for at komme ind i kredsløb omkring månen på en afviklet planet i stedet for at lave en flyby," fortalte Arzoumian til Live Science. Et galaktisk positioneringssystem kunne også give "et tilbagevenden, så hvis en besætningsmission mister kontakten med Jorden, ville de stadig have navigationssystemer om bord, der er autonome."
Lige nu er den slags manøvrer, som navigatører har brug for at sætte en sonde i kredsløb omkring fjerne måner, grænseoverskridende. I det store rum i det ydre rum er det bare ikke muligt at finde ud af et skibs placering nøjagtigt nok til at skyde motoren helt rigtigt. Det er en stor del af, hvorfor så mange af de mest berømte planetmissioner, som NASA har formået - Voyager 1, Juno og New Horizons blandt dem - har været flybys, hvor rumfartøjer er fløjet tæt på, men lige forbi, store planetariske objekter.
At stole på Jorden til navigation er også et problem for besætningsopgaver, sagde Arzoumian. Hvis dette signal, der forbinder Jorden og et fjernt rumfartøj som en lang og anstrengende tråd, på en eller anden måde går tabt, ville astronauter være hårdt pressede for at finde vej hjem fra Mars.
Her er, hvordan det galaktiske positioneringssystem ville fungere
Et galaktisk positioneringssystem ville gå langt i at løse dette problem, sagde Arzoumian, skønt han advarede om, at han er mere en pulsarekspert end en navigatør. Og det fungerer meget som GPS (Global Positioning System) på din smartphone.
Når din telefon forsøger at bestemme sin placering i rummet, som Live Science tidligere har rapporteret, lytter den med sin radio til den nøjagtige afkrydsning af ursignaler, der kommer fra en flåde af GPS-satellitter i Jorden kredsløb. Telefonens GPS bruger derefter forskellene mellem disse kryds til at finde ud af afstanden fra hver satellit og bruger disse oplysninger til at trekke sin egen placering i rummet.
Din telefons GPS fungerer hurtigt, men Arzoumian sagde, at det galaktiske positioneringssystem ville arbejde langsommere - taget den tid, der kræves til at krydse lange strækninger af dybt rum. Det ville være et lille, drejeligt monteret røntgen-teleskop, der ville se meget ud som den store, voluminøse NICER, der blev fjernet til sine bareste minimumskomponenter. Den ene efter den anden skulle den pege på mindst fire millisekund pulsarer og timere deres røntgenstråle "kryds" som en GPS gange satellittenes kryds. Tre af disse pulsarer ville fortælle rumfartøjet sin placering i rummet, mens den fjerde kalibrerede det interne ur for at sikre sig, at det målte de andre korrekt.
Arzoumian bemærkede, at det underliggende koncept bag det galaktiske positioneringssystem ikke er nyt. Den berømte Golden Record monteret på begge Voyager-rumfartøjer indeholdt et pulsarkort, der peger alle udlændinge, der en dag møder det tilbage til planeten Jorden.
Men dette ville være første gang, mennesker faktisk har brugt pulsarer til at navigere. Allerede, sagde Arzoumian, har hans team formået at bruge NICER til at spore ISS gennem rummet.
NASAs Station Explorer for røntgen-timing og navigation (SEXTANT) -programmet, teamet bag det galaktiske positioneringssystem, havde målet om at spore ISS til inden for 6 km (10 kilometer) i løbet af to uger, sagde Arzoumian.
”Hvad demonstrationen tilbage i november opnåede, var mere som 7 kilometer på to dage,” sagde han.
Det næste mål for programmet er at spore stationen til inden for 3 km, sagde han. Han sagde, at holdet til sidst håber at komme under 0,6 miles med præcision.
”Jeg tror, vi kan komme ud over det, men jeg ved ikke, hvor langt,” sagde han.
Og det er alt i bane på lav jord, sagde han, med stationen hvalende i vilde, uforudsigelige cirkler og halve himlen blokeret af en kæmpe planet, der dækker forskellige pulsarer hvert 45 minut. I det dybe rum, med et funktionelt ubegrænset synsfelt, og hvor ting for det meste bevæger sig i forudsigelige, lige linjer, sagde han, vil opgaven blive meget lettere.
Arzoumian sagde allerede, at andre hold i NASA har udtrykt interesse for at opbygge det galaktiske positioneringssystem i deres projekter. Han afviste at sige hvilket og ikke ville tale for dem. Men det ser ud til, at vi måske ser et sådant futuristisk udstyr i aktion i den nærmeste fremtid.
