In Deep Space, gli astronauti useranno la navigazione celeste come Columbus e Drake

Automatizzato o no, gli aerei, le imbarcazioni e le automobili di oggi sono profondamente dipendenti dai sistemi satellitari, come il GPS, per spostarsi. Questo sistema ha molto senso per i movimenti terrestri: la triangolazione consente a qualsiasi dato tre satelliti di individuare una posizione sul terreno con una velocità e precisione impressionanti. Poiché questa tecnologia è stata così universalmente adottata, è facile pensare alla navigazione come a un problema che l'umanità ha già risolto. Questo è vero-ish sulla Terra e definitivamente falso nello spazio, dove il GPS sicuramente non funziona. Quindi, in che modo esattamente indirizzeremo le navi verso destinazioni specifiche nello spazio profondo? Diciamo solo che ruberemo una pagina del libro di Cristoforo Colombo, quella sulla navigazione celeste, non l'uccisione di massa.

La NASA ha sviluppato una varietà di strumenti per consentirgli di orientare le sue sonde e capire la loro posizione in relazione alla Terra e ad altri punti di riferimento spaziali. Il Nuovi orizzonti il veicolo spaziale, ad esempio, si affida al Deep Space Network dell'agenzia, il più grande e più sensibile sistema di telecomunicazioni al mondo. Il DSN è fondamentalmente una serie di tre strutture in California, Spagna e Australia. Ogni struttura ha antenne radio giganti che facilitano le comunicazioni su distanze estremamente grandi nello spazio esterno. Combinati, consentono strumenti come Nuovi orizzonti rimanere in contatto con il controllo di terra anche a una distanza di 1,4 milioni di miglia dalla Terra, fino alla fascia di Kuiper.

Ma c'è un problema. Andando oltre, i segnali radio diventeranno impossibili da rilevare e il fly-by-wire non funzionerà. La domanda, mentre iniziamo ad esplorare altri sistemi stellari all'interno della galassia, diventerà come guidare le navi disconnesse dalla Terra. Anche se possiamo trasmettere i segnali in modo efficace, c'è sempre la possibilità, verosimilmente reale, di un'interruzione dei sistemi. In che modo gli astronauti o robot dello spazio profondo potrebbero essere in grado di orientarsi senza una connessione terrestre?

Dovrebbero guardare fuori dalla finestra.

Allo stesso modo, gli antichi marinai usavano le costellazioni per determinare la loro direzione, i futuri astronauti che viaggiano verso mondi sconosciuti useranno la posizione di certe stelle nello spazio esterno come riferimento per dove si trovano. In alcuni casi, questo sarà in realtà più semplice: gli umani diretti verso un mondo specifico in orbita attorno a una stella specifica avranno un punto di riferimento naturale. Ma non sarà sempre così facile e non è mai un'idea fantastica orientarsi attorno a un solo punto, perché la tua relazione con quel punto ti dice poco sulla tua posizione nello spazio. Questo è il motivo per cui gli scienziati dicono che gli esploratori dello spazio profondo avranno bisogno di un sistema migliore. La migliore idea che hanno ideato? Usando pulsar come segnale boe.

Le pulsar sono stelle di neutroni che ruotano ed emettono raggi di radiazione a varie velocità. Pulsano così regolarmente che ognuno agisce quasi come un orologio sul proprio ritmo millisecondo. Quindi l'idea è di creare un sistema GPS di tipo spaziale localizzando la posizione di pulsar diversi in base alle loro diverse frequenze del polso e redigendo un sistema di navigazione in cui i telescopi su una nave spaziale possono misurare le frequenze pulsanti di questi corpi e utilizzare un software speciale per consentire a un veicolo spaziale di sapere esattamente dove si trova nello spazio.

L'idea, in breve, è quella di navigare e attraverso le stelle assumendo una relazione fissa tra loro o calcolando costantemente la variabilità.

È anche importante notare che vuoi avere un punto di riferimento per dove hai iniziato. E in futuro, la Terra sarà quel riferimento. Sfortunatamente, la Terra non è una sfera luminosa di energia capace di emettere luce attraverso le distanze interstellari. Quindi dobbiamo guardare verso altre proprietà da misurare che renderebbero facile seguire la Terra. Un'idea che ha una certa trazione è quella di aumentare la tecnologia del magnetometro a un punto in cui una sonda spaziale distante può "trovare" la Terra attraverso il suo campo magnetico.

Nel complesso, le lezioni di navigazione su grandi acque usando le stelle giocheranno un ruolo rivitalizzato nel viaggio spaziale interstellare. Penso che sia sicuro dire che c'è qualcosa di meravigliosamente romantico su questa nozione.