پ پ

تکنولوژی جدید ناسا برای ناوبری فضایی

 

ناسا یک سیستم ناوبری فضایی اتوماتیک اختراع کرده است که می تواند با استفاده از تپ اخترها تا مسافت های طولانی در منظومه شمسی و حتی دورتر پیش برود.

گویا آی تی – نام  این سیستم جدید Station Explorer for X-ray Timing and Navigation Technology یا به اختصار SEXTANT (تکنولوژی ناوبری و زمان سنجی به وسیله اشعه ایکس) است که نام آن از یک دستگاه ناوبری قدیمی گرفته شده که در قرن ۱۸ استفاده می شده است. این سیستم از تکنولوژی اشعه ایکس برای رصد تپ اخترها در میلی ثانیه استفاده می کند؛ مانند GPS ها که از ماهواره استفاده می کنند.

Jason Mitchell مدیر پروژه SEXTANT در مرکز Goddard Space Flight می گوید: “این دستاورد بزرگی در زمینه اکتشاف فضایی است.”

وی می افزاید: “به عنوان اولین وسیله برای ناوبری اتوماتیک به وسیله اشعه ایکس به صورت همزمان، ما رهبر این راه هستیم.”

تپ اخترها ستاره های نوترونی هستند که نیروی مغناطیسی زیادی دارند و با سرعت زیاد در حال چرخش هستند که این امر به خاطر سقوط و انفجار هسته ستاره اتفاق می افتد. زمانی که می چرخند، پرتوهای الکترومغناطیسی از خود ساطع می کنند و اگر بیننده در مکان درست قرار داشته باشد، می تواند مانند یک فانوس دریایی فضایی به عنوان راهنما از آن استفاده کند.

این ستاره ها به طور قابل ملاحظه ای منظم هستند و به عنوان تپ اخترهای میلی ثانیه ای، می توانند صدها دور در ثانیه بچرخند. نظم آن ها مانند چرخش ساعت اتمی است.

این روند به ساختن SEXTANT منجر شد. به خاطر نظم تپ اخترها و به خاطر مکان ثابت آن ها در فضا، می توانند مانند سیستم ردیاب جهانی مورد استفاده قرار بگیرند.

SEXTANT مانند یک GPS عمل می کند که از حداقل ۳ ماهواره سیگنال دریافت می کند که تمام آن ها مجهز به ساعت اتمی هستند. گیرنده، تاخیر زمان هر ماهواره را اندازه می گیرد و آن را به مختصات فضایی تبدیل می کند.

پرتوهای الکترومغناطیسی ساطع شده از تپ اخترها در طیف اشعه ایکس به راحتی قابل مشاهده هستند. به همین دلیل مهندسان ناسا در SEXTANT از اشعه ایکس استفاده کرده اند.

برای این کار یک رصدخانه (در اندازه یک ماشین ظرفشویی) را به ایستگاه فضایی بین المللی وصل کرده اند. نام این دستگاه Neutron-star Interior Composition Explorer یا به اختصار NICER است که دارای ۵۲ تلسکوپ اشعه ایکس و سنسورهای تشخیص سیلیکون برای مطالعه ستاره های نوترونی (مانند تپ اخترها) است.

تصویر NICER در ایستگاه فضایی بین المللی
تصویر NICER در ایستگاه فضایی بین المللی

مهندسان NICER را برای محکم نگه داشتن ۴ تپ اختر هدایت می کنند: J021+4232، B1821-24، J0030+0451 و J0437-4715؛ به طوری که می توان پالس های آن ها را به طور دقیق برای آینده پیش بینی کرد.

طی دو روز، NICER 78 بار تپ اخترها را اندازه گیری کرد و داده ها را به SEXTANT منتقل کرد. SEXTANT از این اندازه ها برای محاسبه مکان NICER در مدار دور زمین در ایستگاه فضایی بین المللی استفاده کرد.

این اطلاعات به منظور ردیابی مکان NICER در مقیاس ۱۶ کیلومتری با داده های GPS مقایسه شد. در عرض ۸ ساعت، سیستم موفق به محاسبه مکان NICER شد و تا پایان آزمایش زیر آستانه ۱۶ کیلومتری قرار داشت.

Luke Winternitz معمار سیستم SEXTANT می گوید: “این روند بسیار سریع تر از فرصت دو هفته ای ما برای آزمایش بود. می دانستیم که این سیستم کار می کند، اما انجام آزمایش نشان داد که سیستم می تواند به صورت اتوماتیک عمل کند.”

سال ها طول می کشد که این تکنولوژی برای ناوبری فضایی در فضاپیماها توسعه پیدا کند، اما به هر حال این ایده عملی شد.

اکنون تیم ناسا در حال بهبود این سیستم است. آن ها نرم افزار را برای آزمایش بعدی در نیمه دوم سال ۲۰۱۸ به روز می کنند. همچنین امیدوارند که بتوانند اندازه، وزن و مصرف برق وسایل را کاهش دهند.

در آخر باید اضافه کرد که SEXTANT می تواند برای ردیابی مکان ماهواره های سیاره ای دور از GPS زمین مورد استفاده قرار بگیرد. علاوه بر این در ماموریت های فضایی مانند ماموریت ناسا برای مریخ به انسان ها کمک می کند.

Mitchell در آخر اضافه می کند: “موفقیت این آزمایش، پایداری سیستم ناوبری با اشعه ایکس را به عنوان یک سیستم اتوماتیک جدید ثابت می کند. ما یک نسخه کامل از این تکنولوژی را نشان دادیم که می تواند ناوبری فضایی را در منظومه شمسی یا هر جای دیگر بهبود ببخشد.”

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

شاید این مطالب را هم دوست داشته باشید