La navegación y sincronización basada en púlsares de rayos X (XNAV) o simplemente la navegación por púlsar es una técnica de navegación mediante la cual las señales periódicas de rayos X emitidas por los púlsares se utilizan para determinar la ubicación de un vehículo, como una nave espacial en el espacio profundo. Un vehículo que usa XNAV compararía las señales de rayos X recibidas con una base de datos de frecuencias y ubicaciones de púlsares conocidas. Al igual que con el GPS , esta comparación permitiría al vehículo calcular su posición con precisión (± 5 km). La ventaja de utilizar señales de rayos X en lugar de ondas de radio es que los telescopios de rayos X pueden hacerse más pequeños y ligeros. [1] [2] [3]En 2018 se informó de demostraciones experimentales [4].
Estudios
El Equipo de Conceptos Avanzados de la ESA estudió en 2003 la viabilidad de la navegación por púlsar de rayos X [5] en colaboración con la Universitat Politécnica de Catalunya en España. Tras el estudio, se consolidó el interés por la tecnología XNAV dentro de la Agencia Espacial Europea dando lugar, en 2012, a dos estudios diferentes y más detallados realizados por GMV AEROSPACE AND DEFENSE (ES) y el Laboratorio Nacional de Física (Reino Unido). [6]
Experimentos
- XPNAV 1
- El 9 de noviembre de 2016, la Academia de Ciencias de China lanzó un satélite de navegación de púlsares experimental llamado XPNAV 1 . [7] XPNAV-1 tiene una masa de 240 kg y se encuentra en una órbita de 493 km × 512 km, 97,41 °. [7] XPNAV-1 caracterizará 26 púlsares cercanos por su frecuencia e intensidad de pulso para crear una base de datos de navegación que podría ser utilizada por futuras misiones operativas. Se espera que el satélite funcione durante cinco a diez años. XPNAV-1 es la primera misión de navegación de púlsar lanzada a órbita. [8]
- SEXTANTE
- SEXTANT ( Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology ) es un proyecto financiado por la NASA desarrollado en el Goddard Space Flight Center que está probando XNAV en órbita a bordo de la Estación Espacial Internacional en relación con el proyecto NICER , lanzado el 3 de junio. 2017 en la misión de reabastecimiento de la ISS SpaceX CRS-11 . [9] Si esto tiene éxito, XNAV puede usarse como tecnología de navegación secundaria para las misiones Orion planeadas . [10] En enero de 2018, se demostró la viabilidad de la navegación por rayos X utilizando NICER / SEXTANT en la ISS. [11] Informó una precisión de 7 km (en 2 días). [12]
En 2014, el Laboratorio Aeroespacial Nacional de Ámsterdam llevó a cabo un estudio de viabilidad para el uso de púlsares en lugar de GPS en la navegación. La ventaja de la navegación púlsar sería señales más disponible que en otras navegación vía satélite constelaciones, siendo unjammable, con la amplia gama de frecuencias disponibles, y la seguridad de las fuentes de señal de la destrucción por las armas antisatélite. [13]
Tipos de pulsar para XNAV
Entre los púlsares, los púlsares de milisegundos son buenos candidatos para ser referencias espacio-temporales. [14] En particular, la inteligencia extraterrestre podría codificar información rica usando señales de púlsar de milisegundos, y es probable que los metadatos sobre XNAV estén codificados por referencia a púlsares de milisegundos. [15] Finalmente, se ha sugerido que la inteligencia extraterrestre avanzada podría haber ajustado o diseñado púlsares de milisegundos para los objetivos de sincronización, navegación y comunicación. [dieciséis]
Referencias
- ^ Comisariado, Tushna (4 de junio de 2014). "Los púlsares trazan el camino para las misiones espaciales" . Mundo de la física .
- ^ "Un GPS interplanetario usando señales de Pulsar" . Revisión de tecnología del MIT . 23 de mayo de 2013.
- ^ Becker, Werner; Bernhardt, Mike G .; Jessner, Axel (2013). "Navegación autónoma de naves espaciales con púlsares". Acta Futura . 7 (7): 11-28. arXiv : 1305.4842 . Código Bibliográfico : 2013AcFut ... 7 ... 11B . doi : 10.2420 / AF07.2013.11 . S2CID 118570784 .
- ^ La prueba de la NASA demuestra que los púlsares pueden funcionar como un GPS celestial
- ^ "Estudio de viabilidad para un sistema de navegación de una nave espacial que se basa en la información de sincronización de púlsar" (PDF) . Informe final de Ariadna. Equipo de conceptos avanzados .
- ^ "NAVEGACIÓN EN ESPACIOS PROFUNDOS CON PULSARES" . Resumen ejecutivo del GSP. ESA, Programa de Estudios Generales.
- ^ a b Krebs, Gunter. "XPNAV 1" . Página espacial de Gunter . Consultado el 1 de noviembre de 2016 .
- ^ "El 11 de marzo largo chino lanza el primer satélite de navegación Pulsar en órbita" . Spaceflight101.com. 10 de noviembre de 2016.
- ^ "NICER manifestado en vuelo de reabastecimiento de SpaceX-11 ISS" . Noticias NICER. NASA . 1 de diciembre de 2015 . Consultado el 14 de junio de 2017 .
Previamente programado para un lanzamiento en diciembre de 2016 en SpaceX-12, NICER ahora volará a la Estación Espacial Internacional con otras dos cargas útiles en SpaceX Commercial Resupply Services (CRS) -11, en el maletero sin presión del vehículo Dragon.
- ^ "Las estrellas de neutrones se preparan para abrir sus corazones pesados" . Nature.com . 31 de mayo de 2017.
- ^ "Utilización de ISS: NICER / SEXTANT" .
- ^ La NASA tiene un plan para un 'sistema de posicionamiento galáctico' para salvar a los astronautas perdidos en el espacio
- ^ Bauke Stelma (8 de junio de 2015). "Navegación Pulsar: pilotaje de aviones con la ayuda de las estrellas" . ExtremeTech .
- ^ Sullivan, WT III (1993). "Codificación astrofísica: un nuevo enfoque a las señales SETI". Progreso en la búsqueda de vida extraterrestre: Simposio de Bioastronomía de 1993, Santa Cruz, California, 16-20 de agosto de 1993 . Sociedad Astronómica del Pacífico. ISBN 0-937707-93-7. OCLC 32232716 .
- ^ Vidal., Clément (2017). " " Púlsares de milisegundos como estándares: sincronización, posicionamiento y comunicación " ". Astrofísica de Pulsar: los próximos cincuenta años: actas del 337º Simposio de la Unión Astronómica Internacional . ISBN 1-107-19253-6. OCLC 1028211375 .
- ^ Vidal, Clément (2017). "Sistema de posicionamiento Pulsar: una búsqueda de pruebas de ingeniería extraterrestre" . Revista Internacional de Astrobiología . 18 (3): 213–234. doi : 10.1017 / s147355041700043x . ISSN 1473-5504 .
enlaces externos
- Johns Hopkins APL desarrollará una red de navegación en el espacio profundo
- Propuesta de contrato del gobierno de EE. UU. Para la navegación basada en rayos X Pulsar y la determinación del tiempo