Pulsari navigeerimine: õhusõiduki juhtimine tähtede abil

Kosmoselaev koos integalaktilise pulsari GPS-navigeerimisega

Möödunud päevade jooksul sõitsid kaptenid tähtede abil oma laevadega üle ookeanide. Tingimusel, et taevas ei olnud pilvine, oli see usaldusväärne ja täpne navigeerimisviis. Tänapäeval on see enamasti asendatud GPS-iga. Kuid tähed võivad peagi naasta nn pulsari navigeerimisega.



Kõigepealt arutasime selle võimalust vajutage navigeerimist Kiire ülevaate saamiseks on pulsarid kiiresti pöörlevad neutrontähed, mis kiirgavad oma magnetpoolustest elektromagnetilist kiirgust. Kuna magnetpoolused pole pöörlemisteljega reastatud, pühkivad kimbud iga pöörlemisega ruumi läbi. Umbes tuhat teadaolevat pulsarit tabas seda tehes maad. See loob väga stabiilsed impulsid perioodidega 1,4 millisekundit kuni 8,5 sekundit. 2014. aasta oktoobri andmetel teostatavusuuring Henk Hesselinki juhtimisel Amsterdami riiklikust kosmoselaboratooriumist (NAL) saab pulsaritelt saadud signaale ja nende teadaolevaid asukohti kasutada GPS-ile alternatiivi loomiseks. Teadlased on seda nimetanud pulsariga navigeerimiseks ja arendavad seda peamiselt õhusõidukite jaoks.

Kuna satelliite pole vaja, on pulsariga navigeerimine usaldusväärne ja suhteliselt odav. Tuhat teadaolevat pulsarit jaotub taevas ühtlaselt. Pulsarite signaale saab alati vastu võtta ja ilm ei mõjuta neid oluliselt. Kuigi signaale mõjutab inimese tekitatud müra, on signaalide tahtlik häirimine keeruline. Pulsarid kasutavad GPS-satelliitidest palju laiemat sagedusvahemikku, samas kui GPS-satelliitide kasutatavaid väheseid sagedusi saab hõlpsamini sihtida ja häirida.

Signaal pöörlevast pulsarist



See tehnoloogia oleks esimene otseselt praktiline raadioteleskoopide rakendus. Antennide kujundamine signaalide vastuvõtmiseks on siiski väljakutse. Pulsari signaalid on GPS-signaalidest rohkem kui miljon korda nõrgemad. Esimesed on taustamüras kergesti kaduma läinud või neid mõjutavad meie enda telekommunikatsiooni- ja elektromagnetilised seadmed, näiteks mikrolained. Kuni viimase ajani suudavad impulsse ja müra eristada ainult suured raadioteleskoobid. Need teleskoobid kasutavad mitut faasilist massiivantenni, et jälgida korraga mitut sagedust kindlas suunas.

Selle probleemi lahendamiseks on NAL kokku toonud Euroopa ülikoolide ja uurimislaborite teadlaste konsortsiumi, millel on erinev taust, mis hõlmab selliseid valdkondi nagu lennundus, elektroonika, antennid ja signaalitöötlus. Nende eesmärk on saada pulsarisignaale faasimõõduliste antennidega, mis on väiksemad kui sent. Nad on juba saavutanud usaldusväärse lokaliseerimise pärast antennide struktuuri, signaalitöötluse ja algoritmide täiustamist. Millisekundiliste perioodidega pulsareid kasutades suutis konsortsium võtta umbes tuhat proovi sekundis - võimaldades neil pulsarit usaldusväärselt taustamürast eristada.

Teadlased loodavad peagi näidata, et pulsarisignaaliga navigeerimine annab paremaid tulemusi kui GPS-signaali kasutamine. Uurimisprojekt on osa Euroopa seitsmenda raamprogrammi - lennunduse ja õhutranspordi (AAT) tööprogrammist.



Veel märtsis teatas DARPA, et arendab selle vormi GPS-navigeerimine satelliite kasutamata samuti, kuigi projekti üksikasjad olid vähem selged.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com